高效率、新体系发光多苯基甲基自由基的合成、性质及应用研究

发布时间：2021-12-23 08:07

　　1900年,Moses Gomberg发表研究论文首次报道了相对稳定的三苯基甲基自由基,这是科学家们首次证明自由基是一种化学实体,并由此开启了关于自由基的实验研究。经过科学家们多年的努力,目前已经发展出足够稳定且能分离保存的碳基自由基、氮基自由基、氧基自由基等多种有机自由基材料体系。有机自由基分子因其独特的电子结构而拥有迷人的光、电、磁等性质。这使其在自旋电子学、非线性光学、分子磁体、电子顺磁共振（EPR）成像、有机场效应晶体管（OFET）、有机电致发光二极管（OLED）、动态核极化（DNP）等多种领域中都具有良好的应用前景。其中,关于自由基发光性质的研究近年来也是愈加引人注目。这是由于单自由基分子拥有未成对的单电子,其最低激发态以及基态都为双线态,所以其最低激发态到基态的跃迁不存在自旋禁阻问题。如此独特的发光性质使其在应用于OLED中时能够有效的避开三线态激子的利用问题,从而将OLED的内量子效率（IQE）理论上限提升至100%。基于此,2014年我们课题组率先将发光自由基材料成功的应用于OLED中,并在随后的研究中通过器件优化,证实了自由基OLED中双线态激子的生成比例可以接近10... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

a）三苯基甲基自由基的形成及氧化；b）三（4-联苯基）甲基自由基

吉林大学博士学位论文2图1.2稳定有机自由基材料体系（其中，R=H，Cl，Ph等；X=Si，Ge）独特的单电子结构赋予了自由基材料高的反应活性，以及光学、电学和磁学等方面的迷人性质。这使其近年来在多种领域中都有着良好的应用前景，例如自旋电子学[7-9]、非线性光学[10]、能量存储[11]、电极活性材料[12-14]、分子磁体[15-17]、电子顺磁共振（EPR）成像[18，19]、自旋标记[20]、自旋捕获[21]、有机场效应晶体管（OFET）[22-25]、有机电致发光二极管（OLED）[26-30]、动态核极化（DNP）[31-35]、化学传感器[36，37]、反应催化[38-41]以及自由基聚合[42-45]等等。而为了能够得到更有应用价值的自由基材料，更好的实现其在上述多种领域内的应用，合成足够稳定的自由基材料一直是该领域研究的重点。多年来，科学家们主要通过两种方法来提高自由基的稳

吉林大学博士学位论文4图1.3引入自由基基团后荧光淬灭的实例图1.4a）有机闭壳分子的前线轨道；b）Jablonski图自由基分子与传统有机闭壳发光分子相比，最大的区别在于两者的电子结构不同。如图1.4a所示，传统有机闭壳发光分子的分子轨道中电子都是成对存在的，其中填充成对电子的最高能量轨道称为最高占据轨道（HOMO），而未填充电子的最低能量轨道称为最低未占据轨道（LUMO），通常情况下，发光来源于电子在LUMO与HOMO之间的辐射跃迁过程。由于传统有机闭壳发光分子的最低激发态拥有两个未成对电子，其激发态按照自旋多重态又可以分为单线态激发态与能量稍低的三线态激发态。随着对有机发光材料与其发光过程研究的不断深入，科学家们归纳并不断完善了Jablonski图（图1.4b），以此来描述发光分子激发与发光时可能包含的全部过程。对于自由基分子而言，如若同样用HOMO、LUMO概念来描述其分子轨道，则需要引入单电子占据轨道（SOMO）（图1.5a）。自由基分子基态便拥有一个未成对电子，其基态为双线态基态。而自由基的激发态，理论上也可形成双线态激发态以及四线态激发态等[84]。但从能量角度而言，四线态将拥有更高的能量，因此自由基的最低激发态应为双线态激发态，根

【参考文献】：
期刊论文
[1]卡宾的结构及其反应[J]. 黄惠玲.  新疆教育学院学报. 1999(03)

博士论文
[1]三苯甲基类中性自由基的合成及其电致发光性能研究—突破OLED内量子效率25%上限的新途径[D]. 阿布力克木·吾布力达（Ablikim Obolda）.吉林大学 2017



本文编号：3548115