有机光电材料综述
mof光催化综述

mof光催化综述MOF光催化综述近年来,金属有机框架(MOF)作为一种新型催化剂材料,在光催化领域受到了广泛关注。
MOF光催化具有高效、可控和环境友好等优点,因此在能源转化、环境净化和有机合成等领域有着广阔的应用前景。
本文将综述MOF光催化的研究进展和应用,旨在为读者提供一个全面了解MOF光催化的视角。
我们将介绍MOF的基本概念和结构特点。
MOF是由金属离子(或簇)与有机配体通过配位键连接而成的晶体材料。
其具有高度有序的孔道结构和可调控的化学成分,为其在光催化反应中提供了良好的催化性能。
MOF材料的孔道结构可以用于吸附和传递反应物分子,从而提高光催化反应的效率。
我们将重点介绍MOF光催化在能源转化领域的应用。
MOF光催化在太阳能光电转化、水分解和二氧化碳还原等方面展示出了巨大的潜力。
例如,MOF材料可以作为光催化剂用于光电化学水分解,将太阳能转化为氢气和氧气。
此外,MOF光催化还可以应用于光催化还原二氧化碳,将其转化为有机化合物,实现CO2的高效利用。
然后,我们将讨论MOF光催化在环境净化领域的应用。
MOF材料具有高度有序的孔道结构和可调控的化学成分,使其在环境污染物的吸附和降解方面表现出优异的性能。
例如,MOF光催化剂可以用于光催化降解有机污染物,如有机染料和有机废水。
此外,MOF材料还可以用于吸附和释放气体污染物,如甲醛、苯等。
我们将介绍MOF光催化在有机合成领域的应用。
MOF材料作为催化剂可以在有机合成反应中发挥重要作用。
例如,MOF光催化剂可以用于光催化有机合成反应,如光催化氧化反应和光催化还原反应。
此外,MOF材料还可以作为催化剂的载体,用于固定其他催化剂,提高催化反应的效率和选择性。
MOF光催化作为一种新型催化剂材料,在能源转化、环境净化和有机合成等领域具有广阔的应用前景。
MOF材料的高度有序的孔道结构和可调控的化学成分为其在光催化反应中提供了良好的催化性能。
通过进一步的研究和开发,MOF光催化有望在解决能源和环境问题方面发挥重要作用。
文献综述:有机光电材料的研究现状及挑战

文献综述:有机光电材料的研究现状及挑战有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,其研究涉及到材料科学、物理化学、生物学等多个领域。
近年来,有机光电材料的研究成果越来越丰富,大量的新型有机光电材料不断涌现。
本文将简要综述有机光电材料的研究现状及挑战。
一、有机光电材料的研究现状1. 有机发光材料有机发光材料具有高亮度、高效率、长寿命等优点,广泛应用于显示器、照明、传感器等领域。
目前,有机发光材料的研究主要集中在发展新型的荧光染料和荧光聚合材料,以及探索其在太阳能电池、生物成像、信息存储等领域的应用。
2. 有机光电检测材料有机光电检测材料是另一类研究热点。
随着数字化和智能化的加速发展,光电检测材料已成为高科技领域的关键材料之一。
目前常见的有机光电检测材料有聚合物、小分子、富勒烯等,其在光电器件、生物传感器、光伏器件等领域展现出良好的应用前景。
3. 有机光催化材料有机光催化材料是指通过光催化反应来实现化学反应的材料。
在光催化材料领域,通过改变有机半导体材料的组成、晶体结构等方面来提高材料的光催化性能,从而实现更高效、更经济的应用。
此外,有机光催化材料还可以用于环境修复、污水处理、空气净化等领域。
二、有机光电材料的挑战1. 稳定性问题尽管有机光电材料具有许多优点,但其稳定性问题是限制其广泛应用的主要因素之一。
有机光电材料的稳定性主要受到环境因素(如温度、湿度、氧气)的影响,同时也与其自身的化学结构有关。
因此,如何提高有机光电材料的稳定性是其研究的重要方向。
2. 效率问题尽管有机光电材料的发光效率和光电转换效率较高,但在实际应用中仍存在效率问题。
这主要是由于有机光电材料的载流子传输性能和界面效应等问题引起的。
因此,如何提高有机光电材料的效率也是其研究的重要方向。
3. 制造成本问题有机光电材料的制造成本较高,这也是限制其广泛应用的原因之一。
因此,如何降低有机光电材料的制造成本,如通过改进制造工艺、优化器件结构等方法,也是其研究的重要方向。
有机光电材料研究进展与发展趋势

Frontier Science8有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学,北京100084)摘要:本文综述了有机光电材料的研究进展,及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用;介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。
关键词:有机光电材料,有机发光二极管,有机场效应晶体管,有机太阳电池中图分类号:O62; O484 文献标识码:A0 前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。
有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子,分为小分子和聚合物两类。
与无机材料相比,有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。
此外,有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间,可以进行分子设计来获得所需要的性能,能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。
有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。
有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。
材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色,而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。
1 有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1],但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构,才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管(O LE D)[2]。
这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。
与传统的发光和显示技术相比较,OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点,而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。
近年来,OLED 技术飞速发展。
2001 年,索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器,证明了OLED 可以用于大型平板显示;2002 年,日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机,标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步;2007 年,日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机,率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用收稿日期:2010-7-2 修订日期:2010-8-25作者简介:邱勇(1964-),男,清华大学教授、博士生导师,清华大学党委常委、副校长,“国家杰出青年科学基金”获得者,长江学者特聘教授,有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任,国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。
热电、光电材料综述

热电偶(thermocouple )是温度测量仪表中常用的测温元 件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接 合点 热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。
第三章 热电材料(Thermoelectric material)就是把热转变为 电的材料,包括温差电动势材料,热电导材料和热释 放材料。 1 温差电动势材料 • 温差电动势效应 由两种不同的导体(或半 塞贝克效应 (Seebeck effect) 导体)A, B组成的闭合回路, 当两接点保持在不同温度 T1, T2时,回路中将有电 流产生。此回路称热电回 路。回路中出现的电流称 为热电流。回路中出现的 电动势ΔEAB称为塞贝克电 塞贝克(T.J. Seebeck) 动势。 的实验,1821年
• 晶体中存在热释电效应的前提是具有自发 极化,晶体结构的某些方向的正负电荷重 心不重合,故存在固有电矩。 • 晶体结构中存在着与其它极轴不相同的惟 一极轴(极化轴)时,这样才有可能因热膨胀 而引起总电矩的变化,即出现热释电效应。 • 如果在晶体两端连接一负载Rn,则会产生 电位差Δ V(热释电)。
碱金属,Co, Ni, Fe等 负汤姆逊热效应 Negative Thomson effect
汤姆逊热效应
在热电同路中流过电流时,在存在温度梯度dT/ dx的导 体上也将出现可逆的热效应,是放热还是吸热,依温度 梯度和电流的方向而定热效应的大小ΔQT, (μ称为汤姆 逊系数)
汤姆逊又将两种温差电热效应的系数与温差热电效应的 塞贝克系数联系起来得到汤姆逊关系式
有机荧光材料研究进展

、 生理学、 环境科学、 信息科学方面都有
[%, A]
广阔的应用前景
。在导弹预警上, 采用有机荧
光材 料 涂 层 的 B2 C DDE( B2 C D:=6>1 C D/5041F 探测器不仅具有全方位、 全天候的预警作 E1G<817) 用, 并且具有易于制作大面积的图像传感器的特 点。同时具有材料改良容易, 制作工艺简单, 成本 低廉等优点而引起了人们的极大关注 。目前有 机荧光材料的研究异常活跃, 集中表现在 “材料— 工艺—器件—集成” 的协同发展。
我们曾经设计合成了一系列新型铕金属配合物电致红光材料研究了其结构与电致发光性能的关系48其中四元铕金属单核配合物31的电致发光亮度达16cd是相应三元铕金属配合物32电致发光器件亮度的22结束语随着人们对荧光化合物电子光谱及光物理行为的深入研究特别是对荧光化合物的分子结构及周围环境给化合物光谱行为和发光强度所带来的影响及对其规律的认识使人们在利用荧光化合物作为染料电致发光材料光电导材料能量转换材料及探针等方面都有巨大的进展但对于荧光化合物的荧光猝灭能量转换电子转移以及激发单体与激基缔合物间的发光平衡和聚集体系的发光等机理尚有待更进一步的研究尤其对于多元化的体系尚存在着许多值得深入探索的问参考文献
[%+] 穴传输材料等领域 。1% 还可以作为一个信息 [%.] 传递的机制性部件 。它是一种强荧光物质, 其
中 1, 构成分子内 % 位苯基与中心吡唑啉基共轭, 共轭的电荷转移体系, 其中 1 位 F 为电子给体, 而 处于 . 位的苯甲酸盐与上 % 位 ; 则为电子受体, 述共轭体系相互隔离, 彼此间只能通过非共轭的 F— ; 单键而发生经过键的电子转移。当 1% 处于 酸性条件下, . 位的苯甲酸盐变为具有拉电子能 力的苯甲酸基, 此时经激发后的 1 位 F 处的电子 可经过 F— ; 单键与苯甲酸间发生电子转移而使 相反, 如处于碱性条件下, 则.位 1% 的荧光猝灭; 苯甲酸 盐 成 为 推 电 子 基 而 使 1% 的 荧 光 大 大 增 强。 吡唑啉衍生物还可作为有机电致发光材料。 我们曾经设计合成了三种吡唑啉衍生物 ( 1+, 1., , 通过选择适当的取代基调整分子的共轭度及 1&) 吸、 供电性和空间结构, 使发光波长位于蓝光区
光催化产氢综述

光催化产氢综述一、光催化产氢技术原理光催化产氢技术是利用可见光、紫外光或者太阳光照射到特定的催化材料上,使其吸收光子能量激发电子,从而促进水分子的光解反应,产生氢气和氧气。
该技术具有高效、环保、可再生等优点,被广泛应用于氢能源领域。
二、光催化产氢材料1. 二氧化钛(TiO2)二氧化钛是目前应用最广泛的光催化产氢催化剂之一。
其具有良好的光催化活性、稳定性和可再生性,在紫外光照射下能够促进水分解反应。
但由于其能带结构的限制,只能在紫外光区域进行光解反应,导致光利用率较低。
2. 铋基材料铋基材料是一类新型的光催化产氢催化剂,具有较高的光催化活性和可见光响应性,能够有效提高光解反应的光响应范围,并且在光解反应中还能够减少氧气的竞争性吸附,提高产氢效率。
3. 有机染料敏化材料有机染料敏化材料是一种能够吸收可见光的催化剂,能够有效提高光解反应的光响应范围,增强光解反应的效率。
此外,有机染料敏化材料还具有可再生性、低成本、制备简便等优点。
三、光催化产氢机理光催化产氢的反应机理主要包括光吸收、电子-空穴对的生成和分离、界面光生电荷的传输等过程。
当光照射到催化材料上时,激发材料中的电子和空穴,形成电子-空穴对,并且在催化材料表面发生还原和氧化反应,最终产生氢气和氧气。
四、光催化产氢应用光催化产氢技术已经在太阳能利用、氢能源生产、环境保护等领域得到了广泛应用。
通过光催化产氢技术,可以实现太阳能的有效利用和氢气的清洁生产,为解决能源危机和环境污染问题提供了新的途径。
五、光催化产氢未来发展未来,光催化产氢技术将继续发展,主要包括提高光催化活性、光电转换效率的提高、材料的稳定性和可再生性等方面。
同时,随着对清洁能源和环境保护的需求不断增加,光催化产氢技术将在未来得到更广泛的应用。
综上所述,光催化产氢技术是一种具有巨大潜力和前景的能源技术,通过不断的科研创新和工程实践,将可以实现太阳能的有效利用和氢气的清洁生产,为人类的可持续发展做出贡献。
有机分子钙钛矿-概述说明以及解释

有机分子钙钛矿-概述说明以及解释1.引言有机分子钙钛矿是一种新兴的材料,具有优异的光电性能和可调控性,被广泛应用于光伏领域。
本文将从有机分子钙钛矿的定义和特点、合成方法以及在光伏领域的应用等方面进行探讨和分析。
通过对这一新型材料的深入研究,可以为光伏技术的发展提供新的思路和方法。
"3.3 结论": {}}}}请编写文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构本文主要分为三个部分,即引言、正文和结论。
在引言部分中,将首先对有机分子钙钛矿进行概述,介绍其定义和特点,并说明文章的目的。
在正文部分中,将详细讨论有机分子钙钛矿的定义和特点,探讨其合成方法以及在光伏领域的应用。
最后,在结论部分中将对全文进行总结,展望有机分子钙钛矿在未来的发展趋势,并给出结论。
通过这样的结构安排,读者将能够系统地了解有机分子钙钛矿的相关信息,并对其在光伏领域的应用有更深入的了解。
1.3 目的:本文旨在系统介绍有机分子钙钛矿这一新兴材料的定义、特点、合成方法以及在光伏领域的应用。
通过对该领域的综合探讨,希望读者能够深入了解有机分子钙钛矿的相关知识,为其未来研究和应用提供参考和指导。
同时,通过总结已有研究成果,展望未来该材料在光伏领域的发展方向,推动其在能源领域的广泛应用。
2.正文2.1 有机分子钙钛矿的定义和特点有机分子钙钛矿是一种新型的无机-有机杂化钙钛矿材料,其结构包含有机分子和无机离子。
有机分子钙钛矿通常由钙钛矿结构的无机框架与有机分子(如甲胺、苯甲胺等)相结合而成。
这种材料具有许多优异的特性,使其在光电领域备受关注。
有机分子钙钛矿的特点包括:1. 光吸收性能强:有机分子的引入扩展了材料的吸收范围,使其在可见光和红外光区域具有较高的吸收率,有助于提高光伏器件的效率。
2. 光电转换效率高:由于有机分子的存在,有机分子钙钛矿材料具有较高的载流子迁移率和短路电流密度,从而提高了光伏器件的光电转换效率。
3. 可调节性强:通过合成不同种类的有机分子,可以调节有机分子钙钛矿材料的能带结构和光学性质,以满足不同光伏器件的需求。
光电材料中荧光效应研究综述

光电材料中荧光效应研究综述光电材料是一类具有光学和电学性质的材料,在现代科技和应用领域中起着重要作用。
荧光效应是光电材料中一种重要的光学现象,它指的是物质吸收光能后,将其重新辐射出来的过程。
荧光效应的研究对于提高材料的光电转换效率、改善光学显示器件以及发展高效能荧光材料具有重要意义。
本文将对光电材料中荧光效应的研究进行综述。
首先,我们将介绍荧光效应的基本原理。
荧光效应是由分子或晶体中的电子跃迁所引起的,当分子或晶体吸收能量大于其带隙能量时,部分电子将从基态激发到激发态。
激发态的电子会在短时间内发生非辐射性弛豫过程,即通过与晶格振动相互作用将能量转移到周围的物质中。
在该过程中,一部分能量以荧光的形式重新辐射出来,产生荧光效应。
接下来,我们将探讨荧光效应在光电材料中的应用。
荧光材料广泛应用于发光二极管(LED)、光伏电池和荧光显示器等光电器件中。
光伏材料中的荧光效应可以提高能量转换效率,因为一些波长较长的光线容易被吸收,而波长较短的光线则会通过荧光效应重新辐射出来,从而获得更多的能量。
在发光二极管中,荧光效应可以帮助提高发光亮度、扩展波长范围和改善颜色品质。
此外,荧光显示器件中使用的荧光材料能够发出明亮、鲜艳的光线,使显示效果更加清晰和饱满。
在荧光效应的研究中,材料的结构和成分对荧光性能具有重要影响。
一种常见的荧光材料是稀土离子材料,其中包含的稀土离子能够在吸收能量后发生特定的激发和发射过程,从而产生荧光效应。
此外,具有特殊结构的碳纳米材料,如量子点和石墨烯,也具有优异的荧光性能。
这些材料具有较小的反射、较高的荧光量子产率和可调控的发光波长,使其在光电器件中具有广泛的应用前景。
此外,在光电材料中研究荧光效应的过程中,表面修饰和能级调控也是重要的研究方向。
利用表面修饰和能级调控技术,可以改善荧光性能、增强材料的光电转换效率,并拓展荧光材料的应用范围。
例如,通过合理设计材料的表面结构和能级分布,可以调控材料的吸收光谱和发光强度,实现光电器件的更好性能。
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有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述电致发光(electroluminescence,EL),指发光材料在电场的作用下,受到电流或电场激发而发光的现象,它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。
能够产生这种电致发光的物质有很多种,但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的,主要还是无机半导体材料,无机 EL 器件的制作成本较高,制作工艺困难,发光效率低,发光颜色不易实现全色显示,而且由于很难实现大面积的平板显示,使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。
由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要,因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。
有机电致发光材料(organic light-emitting device,OLED)逐渐的进入了人们的视野,人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。
有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。
根据所使用的有机材料的不同,我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料,即 OLED;而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料,即 PLED。
不过,通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料 OLED。
一.原理部分与无机发光材料相比,有机电致发光材料具有很多优点:光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作工艺简单以及成本低。
综上所述,有机电致发光材料在薄膜晶体管、太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求,显示出广泛的应用前景,因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。
虽然,世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发,但其产业化进程还远远低于人们的期望,主要原因是器件寿命短、效率低等。
目前有很多关键问题没有解决:1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系,这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据;2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等,这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础,也是实现产业化、工业化的根本依据。
1.基态与激发态“基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态,即能量最低的状态。
如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后,分子中的电子排布不完全遵从构造原理,这时这个分子即处于“激发态”,它的能量要高于基态。
基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上,而是表现在多方多面,例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。
在构型上主要表现在键长和二面角方面,与基态相比,激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上,使得键长增长、键能级降低;同时,由于激发后共轭性也发生了变化,所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。
2.吸收和发射分子的激发需要吸收一定能量,吸收一定的能量后,分子就处于不稳定的激发态了,这时很容易以各种方式将这种不稳定的能量释放出来,这一过程被称为激发态的失活或者猝灭。
失活的过程既可以是分子内的,也可以是分子间的;既可以是物理失活,也可以通过化学反应失活。
我们在本文中,主要讨论的是激发态分子内的物理失活,主要包括辐射跃迁和非辐射跃迁两种失活方式。
辐射跃迁是通过释放光子,使得高能的激发态失活到低能的基态的过程,是光吸收的逆过程,因此辐射跃迁与光吸收的多方面都有密切的联系。
与辐射跃迁相应的波长和强度的关系称之为荧光光谱和磷光光谱,与吸收光过程相关的波长与强度的关系称之为吸收光谱。
吸收和辐射都遵守Franck-Condon 原理:原子或原子团的直径通常为0.2~1.0 nm,由此可得光波通过原子团的时间大约为10-17s,也就是说,当光子穿过分子时,分子只经历了至多1/1000 个振动周期。
这样,我们就可以认为在势能面上的跃迁是垂直发生的,在跃迁的一瞬间分子构型保持不变,这就是Franck-Condon 原理3.荧光和磷光的产生荧光与磷光都是辐射跃迁过程,二者都是基态跃迁,但是二者的不同点是:荧光是从基态(S0)跃迁到激发单重态(S1)产生的,而磷光是从基态跃迁到激发三重态(T1)产生的。
分子经过激发,电子从基态跃迁到激发态(10-15s),根据Franck-Condon 原理,它到达了电子激发态的某一个振动激发态上,分子会以热的方式耗散一部分能量,从振动激发态弛豫到S1的最低振动态上,这一过程就是激发态的“振动弛豫”(vibrational relaxation)。
振动弛豫发生的时间范围大概是10-14~10-12s,所以分子很快就弛豫到S1的最低振动态上。
由于激发单重态荧光辐射跃迁的寿命一般在10-8s 能量级上,因此,荧光辐射跃迁的始态几乎都是S1的最低振动态。
绝大多数分子的荧光跃迁都是S1跃迁到S0。
荧光和内转换是相互竞争的,一个化合物的荧光性能好不好,不但取决于荧光发射速率常数,还受内转换速率常数所影响。
分子吸收光能被激发到S1态,经过振动弛豫过程,而由于S1态和T1态交叠,在两个势能面交点附近有了两条弛豫路径,如果两个激发态有很好的耦合,则势能面会出现“避免交叉”的情况,这时候分子就从S1态过渡到T1态,并最终到达T1态最低振动态。
这就是系间窜越过程,指激发态分子通过无辐射跃迁到达自旋多重度不同的较低能态。
从激发三重态T1的最低振动态辐射跃迁至基态S0的过程就是磷光发光过程。
由于磷光过程是自旋多重度改变的跃迁,受到自旋因子的制约,因此其跃迁速率比起荧光过程要小得多,相应的,其寿命也较长。
从分子失活的角度来说,磷光与荧光是相互竞争的,但是因为在常温下特别是在溶液中,分子的振动相当容易,所以荧光容易被观察到而磷光却较难被观察到,只有在固态或者低温玻璃态中,由于振动弛豫被限制住,系间窜越所占的比例提高,导致我们能够观察到磷光发射。
4.影响荧光产生的主要因素1. 具有大共轭π键结构容易产生荧光发光。
共轭体系越大,离基态和激发态“基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态,即能量最低的状态。
如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后,分子中的电子排布不完全遵从构造原理,这时这个分子即处于域π电子越容易被激发,荧光越容易产生。
一般而言,芳香共轭体系越大,其荧光波长越红移,而且荧光强度越强。
2. 增加分子的刚性平面结构有利于荧光发光。
经过大量实验研究发现,具有较为刚性结构,特别是平面结构的化合物有着较好的荧光性能,主要是由于平面性好的分子,振动和转动耗散引起的内转换几率相应减小。
3. 引入发色取代基团有助于荧光发光。
在化合物的共轭体系上引入较强的给电子基团,可在一定程度上加强化合物的荧光效率,使得吸收光谱红移;而相反的,在共轭体系中引入较强的吸电子取代基团,使得吸收光谱蓝移。
4. 溶剂的影响。
增强溶剂的极性,一般有利于荧光的发生。
此外,增大溶剂的黏度,发生吸附作用,也会适当的提高荧光量子产率。
5. 温度的影响。
一般来讲,降低体系的温度有利于荧光量子产率的提高。
5.电荷转移在许多有机化合物中电荷转移是十分普遍的现象,然而电荷转移必须有电子给体(donor)和电子受体(acceptor)两部分同时存在,一种情况是分子内电荷转移,所涉及的电子给体和电子受体存在于同一个分子内;而另外一种电荷转移的情况是分子间电荷转移,与前者分子内电荷转移相似,在分子间如果有适当的结构和能量关系,就可以发生电荷转移过程。
6.有机材料导电机理首先介绍一下分子轨道理论,在分子轨道理论中,最特殊的两个分子轨道就是:最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)。
分子处于基态的时候,电子将所有能量低于或等于HOMO 的分子轨道填满,而空着所有能量高于或等于LUMO 的分子轨道。
当分子受到外界能量激发,且激发能量大于HOMO 和LUMO 能隙(Eg)的时候,处于HOMO 轨道上的电子就能够克服HOMO 和LUMO 轨道之间的能量差,使电子跃迁到LUMO 轨道上。
有机分子的HOMO 和LUMO 就相当于半导体中的价带顶和导带底,由于HOMO 和LUMO之间没有其他的分子轨道,电子不可能处于它们之间其他的能量状态,因此HOMO 和LUMO 之间的能隙也就类似于半导体中的“禁带”了。
当有机分子相互作用堆积成固体后,其中的电子给体失去一个电子,它的HOMO 轨道就空出来了,我们就称之为“空穴”,其他分子上的电子就可以跳跃到这个分子的HOMO 轨道上,就好似是空穴跳跃;相同的,有机固体中的电子受体得到了一个电子后,分子的LUMO上就填充了一个电子,这个电子可以再跃迁到其他分子的空着的LUMO 上。
没有外电场的时候,空穴和电子的跳跃在空间方向上是随机的,在有外加电场的情况下,空穴和电子的跃迁在顺电场和逆电场方向上的几率就不同了,空穴顺电场方向和电子逆电场方向的几率更高,这样就形成了定向的电荷移动,产生宏观电流,这就是有机光电功能材料的发光原理。
有机EL 器件是一种夹心式结构,当把直流电压加到阳极和阴极之间时,在两极之间产生了电位差,电流就从阳极流经有机层最后流入阴极,这个过程就会使发光层发光。
从微观角度解释,电流在有机层流过的过程,可以理解为:空穴从阳极向有机层注入通过空穴传输层,电子从阴极注入通过电子传输层,当这两种电荷载流子在两个有机层界面相遇的时候就形成了电子-空穴对即激子(exciton),最后激子衰减并以光的形式释放出能量。
对于有机小分子发光材料来说,它们更多地依赖于器件的构造,如掺杂式及模糊界面式构造的器件,一般能更好地发挥光学材料的性能,并延长器件的使用寿命。
而对于高分子发光材料来说,由于器件构造要比小分子器件简单,所以一般情况下,器件的性能更多地取决于材料本身的性能。
总之,功能发光材料中有机小分子材料必须紧密结合器件的结构来设计,高分子电致发光材料则首先必须提高自身的发光及载流子性能。
许多功能发光材料具有某种电荷载流子传输性能,同时它们具有功耗低、易弯曲、响应速度快、视角广、可大面积显示、发光色彩齐全等优点,因而在实现彩色平板显示方面展现出了广阔的商业化应用前景,正如2000 年度诺贝尔化学奖获得者Alan J. Heeger先生所说的那样,这一领域的发展势头迅猛。
发光功能材料的选择在OLED 中是最重要的部分。
选择发光材料需要满足下列要求:(1)高量子效率的荧光特性,荧光波长分布于400~700 nm 的可见光范围内;(2)具有高导电率,能传导电子、能传导空穴,或二者兼有;(3)良好的成膜性,在几十纳米厚度的薄层中不产生针孔;(4)良好的热稳定性及光稳定性。
7.有机小分子化合物有机小分子化合物的分子量大概为500-2000 左右,能够用真空蒸镀方法成膜,用于OLED 的有机小分子具有化学修饰性强、选择范围宽泛、易于提纯、荧光量子效率高、可以产生红、绿、蓝等各种纯色光的优点。