【摘 要】
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基于ESIPT独特的光物理特性,具有ESIPT特性的分子得到了广泛的研究和应用。探究如何调控荧光染料分子的ESIPT过程将有助于设计合成新型荧光材料。在本文中,我们应用含时密度泛函理论计算方法结合飞秒瞬态吸收光谱技术,探究了溶剂化效应和结构修饰对染料分子ESIPT过程的调控机制。我们采用含时密度泛函方法对异喹啉衍生物3-Hydroxy-4-pyridylisoquinoline(2a)分子在四氢呋
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基于ESIPT独特的光物理特性,具有ESIPT特性的分子得到了广泛的研究和应用。探究如何调控荧光染料分子的ESIPT过程将有助于设计合成新型荧光材料。在本文中,我们应用含时密度泛函理论计算方法结合飞秒瞬态吸收光谱技术,探究了溶剂化效应和结构修饰对染料分子ESIPT过程的调控机制。我们采用含时密度泛函方法对异喹啉衍生物3-Hydroxy-4-pyridylisoquinoline(2a)分子在四氢呋喃(THF)和甲醇(Me OH)溶剂中所观测到不同的发射特性进行了理论研究。通过分析相关结构参数、红外振动谱、降密度梯度等值面的计算结果发现,在THF溶剂中分子以单体形式存在,只具有单一荧光发射,不会发生激发态分子内质子转移;而在甲醇溶剂中能够观测到双荧光发射,2a分子通过分子间氢键与甲醇桥接形成2a-Me OH复合物后能够发生ESIPT过程。势能曲线的扫描结果表明,在甲醇分子的桥接下,2a分子实现了从无到有的ESIPT过程。此外,2a-Me OH复合物中激发态分子内质子转移过程是从2a分子开始通过逐步机制发生的。因此,Me OH分子诱导了2a分子的ESIPT过程,从而产生了双发射现象。采用DFT和TDDFT理论方法结合瞬态吸收光谱技术,研究了二乙氨基对香豆素CCA分子ESIPT过程的影响。研究表明香豆素CCA分子具有ESIPT特性且在不同溶剂中均存在双发射特性。我们对CCA分子进行了结构修饰,得到了以二乙氨基取代的7-DCCA分子。对取代后香豆素7-DCCA分子进行了时间分辨稳态吸收光谱测量,结果表明在不同溶剂中只存在一个几十皮秒的快过程并且时间尺度与ESIPT过程不符,结合理论计算发现该过程归属为TICT过程。通过绘制势能曲面我们明确了7-DCCA分子的退激发机制。取代后的7-DCCA分子经历了低势垒的TICT过程,该过程猝灭了7-DCCA分子的ESIPT过程。在不同极性溶剂环境中皆观测不到7-DCCA分子的ESIPT过程。因此,二乙氨基的取代使CCA分子ESIPT过程实现了从有到无的转变。
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