有机热活化延迟荧光材料的发光性质理论研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyh555
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热活化延迟荧光(TADF)材料由于高稳定性和高激子利用率引起了科学界和产业界的研究热潮,成为第三代OLED材料。在电致发光条件下,TADF能够突破自旋统计25%的激子利用率,关键在于将低能量的T1态上转换为高能量的S1态,即逆系间窜越(r ISC),鉴于OLED器件在固态下工作,设计出固态下高效率的TADF材料同样成为研究热点。基于此,本论文旨在寻求表征系间窜越(ISC)与r ISC两个重要过程有效发生的分子描述符,阐明聚集诱导延迟荧光(AIDF)体系的发光机理,为理性设计出高效的固态TADF材料提供理论基础。人们通常认为非常小的单线态与三线态能量差△EST是r ISC发生的充要条件,增加给体(D)和受体(A)单元的电荷分离特征,极力降低△EST甚至合成出带隙为0的分子。但是,实际情况显示,△EST不能有效地区分TADF现象是否发生。因此我们选取11个具有类似大小的△EST的D-A型体系,通过一系列量化计算,发现ISC,r ISC速率与其对应的活化能△G之间表现出很好的线性关系。为此,我们提出了活化能△G可以作为TADF是否发生的判据。这为高效率的TADF材料的分子设计和机器学习提供了有效的分子描述符。AIDF材料将聚集诱导发光(AIE)和TADF两种优势集于一身,抑制了TADF器件的效率滚降现象,展示了优异的有机发光性能。本论文结合第一性原理计算和关联函数速率理论系统地研究了一系列AIDF分子从溶液到固相的各个光物理过程速率的变化。研究结果表明,聚集抑制了内转换(IC)过程中分子结构弛豫,使得内转换速率从溶液到固态降低了3~5个数量级,促进了荧光发射。与此不同,聚集加剧了ISC/r ISC过程中的结构弛豫,抬高了r ISC过程的活化能△G,但也同时增大了自旋轨道耦合(ξ),致使ISC/r ISC速率的改变不大,保持在106~7s-1,可以有效地发生。因此,AIDF体系在溶液中不发光,而在固态下表现出很强的TADF。更为重要的是,我们发现从溶液到固态,在IC过程中,C=O双键的结构弛豫被抑制;而在ISC/r ISC过程中,D-A扭转结构弛豫增大。根据这种结构性能关系,可以使未来的分子设计通过改变对应的分子结构特征实现对材料的发光性质的调控。
其他文献
随着控制科学、计算机及通信技术的日益发展和交叉渗透,控制系统的结构越来越复杂,规模越来越庞大,利用数据通信网络构成闭环控制系统已成为一种发展趋势。为了避免发生网络拥塞现象并提高信息传输的准确性,引入通信调度策略来合理的分配有限的网络资源具有重要的理论和实际意义。然而,到目前为止,基于通信调度策略的研究结果很少涉及故障诊断与容错控制问题。为此,本文系统地研究了几类网络化系统在通信调度策略影响下的故障
学位
近年来,企业对精细化工产品,尤其是药物产品的质量要求越来越高。然而,药物合成过程中引入的杂质和副产物不仅会对其药理作用和临床应用产生很大的负面影响,同时也会使下游生产工艺所产生的副产物对生态环境造成一定的污染。传统的化工分离单元操作——结晶始终是提高目标产品的纯度和收率的重要手段,通过结晶分离可以有效地实现上游产品质量的提高。在结晶过程中,多组分固-液相平衡数据,即溶解度作为热力学基础数据显得尤为
学位
模型预测控制是一种基于滚动时域的优化控制。自上世纪50年代提出以来,经历半个多世纪的发展,已被广泛应用于化工、航空航天、医疗等众多领域。另一方面,随着无线技术和计算机科学的迅速发展,无线网络已深入到社会生活,逐渐替代了传统“点对点”的连接方式。因此,研究网络化系统的预测控制问题具有十分重要的理论价值和现实意义。然而,由于网络带宽的限制,网络的引入将会造成数据碰撞和网络拥塞等诱导现象。为了解决这些网
学位
湍流预混燃烧是能源动力系统广泛采用的低污染燃烧技术。碳氢燃料的火焰速度对燃烧稳定性和可靠性至关重要。本文利用定压球形火焰实验结合理论和数值分析,对层流预混火焰速度这一重要物理量开展了外推不确定度降低研究,并研究了低碳排放氨气/甲烷混合燃料的燃烧特性。在此基础上测量了不同湍流强度下的湍流火焰速度,并开展了湍流火焰速度标度律的研究。首先,对于火焰结构较厚、不稳定性强的层流球形火焰,本文提出了考虑有限火
学位
流感是一类在人群中传染性强、传播速度快的急性呼吸道疾病。流感病毒易发生变异,全球每年因季节性流感造成患者重症病例数高达300-500万例,死亡病例数达29-65万例。因此,流感是全球范围内备受关注的重大公共卫生安全问题。预防和控制流感的主要方式包括接种流感疫苗。然而,流感病毒易发生变异,而疫苗的开发往往不够及时,因此,迫切需要利用流感病毒抑制剂来治疗流感。流感病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp
学位
Al和Al2O3都是重要的工程材料,由它们组成的陶瓷/金属界面,在工程应用和理论研究中都具有重要价值,并得到广泛应用和大量研究。然而,尽管已经报道了大量的研究成果,但对于Al2O3/Al界面这一既可润湿又不发生界面反应的典型陶瓷/金属体系,现有的研究仍不够充分,依然存在结果分散(如润湿行为)、认识差异(如界面结构)和内容缺乏(界面本征强度)等不足,更缺乏将界面形成过程和结构与性能的串联性研究及理论
学位
吲哚是有机合成、天然产物和药物开发中重要的含氮杂环结构,因此吲哚的合成和衍生化一直备受各界的关注。在过去的几十年里,过渡金属催化C-H键活化被广泛应用于吲哚的衍生化中,如在吲哚环上构建新的C-C、C-N、C-O、C-X(X=F,Cl,Br,I)键等。而在众多吲哚官能团化方法中,导向基团(Directing group,DG)介导的过渡金属催化C-H键活化,由于可以实现吲哚不同位置的区域选择性官能团
学位
比较分析不同茶树品种在西藏墨脱县气候条件下的物候期、农艺性状及品质特征,为茶树品种合理搭配与加工方向提供理论依据。本研究对10个主栽茶树品种生物学指标进行观测与鉴定,并对春季制茶品质进行感官审评。结果表明:10个茶树品种物候期存在一定差异,“特早213”物候期最早,一芽一叶期为3月3日,“凤凰单丛”物候期最晚,一芽一叶期为4月2日;从百芽质量来看,仅“中茶302”在一芽一叶期显著低于福鼎大白;感官
期刊
有机二阶非线性光学(NLO)材料在过去的二十年中因其具有超快响应、宽带宽、低驱动电压、可调谐结构和高电光(EO)系数(γ33)等潜在优势而备受关注。这些材料在高速电光调制器、光传感器和电信等方面具有潜在应用。有机二阶NLO生色团是电光材料中最重要的部分。一阶超极化率(γ33)已被用于表征生色团的微观NLO活性。然而,制备出色的电光材料的挑战不仅在于开发具有大β值的NLO生色团,还在于如何将微观分子
学位
报纸