D-π-A-π-D型萘基衍生物的电子、光谱和电荷传输性质

胡波 姚婵 王庆伟 张浩 于健康

引用本文: 胡波, 姚婵, 王庆伟, 张浩, 于健康. D-π-A-π-D型萘基衍生物的电子、光谱和电荷传输性质[J]. 物理化学学报, 2012, 28(07): 1651-1657. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204194 shu
Citation:  HU Bo, YAO Chan, WANG Qing-Wei, ZHANG Hao, YU Jian-Kang. Electronic, Optical and Charge Transport Properties of D-π-A-π-D Type Naphthalene-Based Derivatives[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(07): 1651-1657. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204194 shu

D-π-A-π-D型萘基衍生物的电子、光谱和电荷传输性质

  • 基金项目:

    吉林省教育厅&ldquo 

    十一五&rdquo 

    科学技术研究项目(2010142) (2010142)

    四平市科技发展计划(2010009)资助 (2010009)

摘要:

采用量子化学方法研究了给体-π桥-受体-π桥-给体(D-π-A-π-D)型萘基衍生物及其“CH”/N 杂原子取代衍生物的电子、光谱和电荷传输性质. 计算结果表明, 分子结构的变化引起了电子结构和能隙的变化, 进而改变了吸收和发射光谱. 其中, 衍生物的最大发射波长几乎覆盖了可见光区域(447.7-743.1 nm). 而且, 光谱的Stokes 位移较大(106.1-222.4 nm), 产生的原因在于, 与基态结构相比较, 衍生物的激发态结构中分子主干存在两个相连部分更为平面的构型. 计算结果还显示, 所有衍生物都可以作为有机电致发光二极管中的空穴传输材料.

English

    1. [1]

      (1) Li, Z. H.;Wong, M. S.; Fukutani, H.; Tao, Y. Chem. Mater.2005, 17, 5032. doi: 10.1021/cm051163v

      (1) Li, Z. H.;Wong, M. S.; Fukutani, H.; Tao, Y. Chem. Mater.2005, 17, 5032. doi: 10.1021/cm051163v

    2. [2]

      (2) Yoon, M. H.; Facchetti, A.; Stern, C. E.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5792. doi: 10.1021/ja060016a(2) Yoon, M. H.; Facchetti, A.; Stern, C. E.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5792. doi: 10.1021/ja060016a

    3. [3]

      (3) Li, Q.; Yu, J. S.; Li, L.; Jiang, Y. D.; Suo, F.; Zhan, X.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 133. [李青, 于军胜, 李璐,蒋亚东, 锁钒, 占肖卫. 物理化学学报, 2008, 24, 133.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20080123(3) Li, Q.; Yu, J. S.; Li, L.; Jiang, Y. D.; Suo, F.; Zhan, X.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 133. [李青, 于军胜, 李璐,蒋亚东, 锁钒, 占肖卫. 物理化学学报, 2008, 24, 133.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20080123

    4. [4]

      (4) Tang, X. Q.; Yu, J. S.; Li, L.;Wang, J.; Jiang, Y. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1012. [唐晓庆, 于军胜, 李璐,王军, 蒋亚东. 物理化学学报, 2008, 24, 1012.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080617(4) Tang, X. Q.; Yu, J. S.; Li, L.;Wang, J.; Jiang, Y. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1012. [唐晓庆, 于军胜, 李璐,王军, 蒋亚东. 物理化学学报, 2008, 24, 1012.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080617

    5. [5]

      (5) Guo, X.; Qin, C. J.; Cheng, Y. X.; Xie, Z. Y.; Geng, Y. H.; Jing,X. B.;Wang, F. S.;Wang, L. X. Adv. Mater. 2009, 21, 3682.doi: 10.1002/adma.200803734(5) Guo, X.; Qin, C. J.; Cheng, Y. X.; Xie, Z. Y.; Geng, Y. H.; Jing,X. B.;Wang, F. S.;Wang, L. X. Adv. Mater. 2009, 21, 3682.doi: 10.1002/adma.200803734

    6. [6]

      (6) Yu, X. H.; Ge, G. P.; Zhang, G. L.; Guo, H. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1184. [于晓航, 葛国平, 张国林, 郭海清. 物理化学学报, 2010, 26, 1184.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100442(6) Yu, X. H.; Ge, G. P.; Zhang, G. L.; Guo, H. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1184. [于晓航, 葛国平, 张国林, 郭海清. 物理化学学报, 2010, 26, 1184.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100442

    7. [7]

      (7) Chen, S. F.; Deng, L. L.; Xie, J.; Peng, L.; Xie, L. H.; Fan, Q.L.; Huang,W. Adv. Mater. 2010, 22, 5227. doi: 10.1002/adma.201001167(7) Chen, S. F.; Deng, L. L.; Xie, J.; Peng, L.; Xie, L. H.; Fan, Q.L.; Huang,W. Adv. Mater. 2010, 22, 5227. doi: 10.1002/adma.201001167

    8. [8]

      (8) Xiao, L. X.; Chen, Z. J.; Qu, B.; Luo, J. X.; Kong, S.; ng, Q.H.; Kido, J. J. Adv. Mater. 2011, 23, 926. doi: 10.1002/adma.201003128(8) Xiao, L. X.; Chen, Z. J.; Qu, B.; Luo, J. X.; Kong, S.; ng, Q.H.; Kido, J. J. Adv. Mater. 2011, 23, 926. doi: 10.1002/adma.201003128

    9. [9]

      (9) Xiao, L. X.; Hu, S. Y.; Kong, S.; Chen, Z. J.; Qu, B.; ng, Q.H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 977. [肖立新, 胡双元,孔胜, 陈志坚, 曲波, 龚旗煌. 物理化学学报, 2011, 27,977.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110325(9) Xiao, L. X.; Hu, S. Y.; Kong, S.; Chen, Z. J.; Qu, B.; ng, Q.H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 977. [肖立新, 胡双元,孔胜, 陈志坚, 曲波, 龚旗煌. 物理化学学报, 2011, 27,977.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110325

    10. [10]

      (10) Wang, J.; Zhang, F. J.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 949. [王健, 张福俊, 徐征, 王永生. 物理化学学报, 2012, 28, 949.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201201163(10) Wang, J.; Zhang, F. J.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 949. [王健, 张福俊, 徐征, 王永生. 物理化学学报, 2012, 28, 949.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201201163

    11. [11]

      (11) Thomas, K. R. J.; Lin, J. T.; Velusamy, M.; Tao, Y. T.; Chuen, C.H. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 83. doi: 10.1002/adfm.200304486(11) Thomas, K. R. J.; Lin, J. T.; Velusamy, M.; Tao, Y. T.; Chuen, C.H. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 83. doi: 10.1002/adfm.200304486

    12. [12]

      (12) Kato, S. I.; Matsumoto, T.; Shigeiwa, M.; rohmaru, H.;Maeda, S.; Ishi-i, T.; Mataka, S. Chem. Eur. J. 2006, 12, 2303.doi: 10.1002/chem.200500921(12) Kato, S. I.; Matsumoto, T.; Shigeiwa, M.; rohmaru, H.;Maeda, S.; Ishi-i, T.; Mataka, S. Chem. Eur. J. 2006, 12, 2303.doi: 10.1002/chem.200500921

    13. [13]

      (13) Gahungu, G.; Zhang, J. P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17762.doi: 10.1021/jp052220a(13) Gahungu, G.; Zhang, J. P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17762.doi: 10.1021/jp052220a

    14. [14]

      (14) Chen, C. H.; Shi, J. M. Coord. Chem. Rev. 1998, 171, 161. doi: 10.1016/S0010-8545(98)90027-3(14) Chen, C. H.; Shi, J. M. Coord. Chem. Rev. 1998, 171, 161. doi: 10.1016/S0010-8545(98)90027-3

    15. [15]

      (15) Hu, B.; Zhang, J. P. Polymer 2009, 50, 6172. doi: 10.1016/j.polymer.2009.10.034(15) Hu, B.; Zhang, J. P. Polymer 2009, 50, 6172. doi: 10.1016/j.polymer.2009.10.034

    16. [16]

      (16) McWeeny, R.; Diercksen, G. J. Chem. Phys. 1968, 49, 4852.doi: 10.1063/1.1669970(16) McWeeny, R.; Diercksen, G. J. Chem. Phys. 1968, 49, 4852.doi: 10.1063/1.1669970

    17. [17]

      (17) (a) Roothaan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.(17) (a) Roothaan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.

    18. [18]

      (b) Pople, J. A.; Nesbet, R. K. J. Chem. Phys. 1954, 22, 571.doi: 10.1103/RevModPhys.23.69(b) Pople, J. A.; Nesbet, R. K. J. Chem. Phys. 1954, 22, 571.doi: 10.1103/RevModPhys.23.69

    19. [19]

      (18) Foresman, J. B.; Head- rdon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J.J. Phys. Chem. 1992, 96, 135. doi: 10.1021/j100180a030(18) Foresman, J. B.; Head- rdon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J.J. Phys. Chem. 1992, 96, 135. doi: 10.1021/j100180a030

    20. [20]

      (19) Parr, R. G.; Yang,W. Density Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: Oxford, 1989.(19) Parr, R. G.; Yang,W. Density Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: Oxford, 1989.

    21. [21]

      (20) (a) Ernzerhof, M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5029.(20) (a) Ernzerhof, M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5029.

    22. [22]

      (b) Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158.doi: 10.1063/1.478401(b) Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158.doi: 10.1063/1.478401

    23. [23]

      (21) (a) Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218.(21) (a) Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218.

    24. [24]

      (b) Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996,256, 454.(b) Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996,256, 454.

    25. [25]

      (c) Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R.J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439. doi: 10.1063/1.477483(c) Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R.J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439. doi: 10.1063/1.477483

    26. [26]

      (22) (a) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Mol. Phys. 1974, 27, 209.(22) (a) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Mol. Phys. 1974, 27, 209.

    27. [27]

      (b) rdon, M. S. Chem. Phys. Lett. 1980, 76, 163.(b) rdon, M. S. Chem. Phys. Lett. 1980, 76, 163.

    28. [28]

      (c) Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys.1984, 80, 3265. doi: 10.1080/00268977400100171(c) Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys.1984, 80, 3265. doi: 10.1080/00268977400100171

    29. [29]

      (23) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision B.03; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.(23) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision B.03; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.

    30. [30]

      (24) O'Boyle, N. M.; Vos, J. G. Gauss Sum 0.8; Dublin CityUniversity: Dublin, 2004.(24) O'Boyle, N. M.; Vos, J. G. Gauss Sum 0.8; Dublin CityUniversity: Dublin, 2004.

    31. [31]

      (25) Hu, B.; Zhang, J. P.; Chen, Y. Eur. Polym. J. 2011, 47, 208. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2010.12.001(25) Hu, B.; Zhang, J. P.; Chen, Y. Eur. Polym. J. 2011, 47, 208. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2010.12.001

    32. [32]

      (26) (a) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.(26) (a) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.

    33. [33]

      (b) Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M.J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.(b) Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M.J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.

    34. [34]

      (c) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(c) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    35. [35]

      (27) Yanai, T.; Tew, D.; Handy, N. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51.doi: 10.1016/j.cplett.2004.06.011(27) Yanai, T.; Tew, D.; Handy, N. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51.doi: 10.1016/j.cplett.2004.06.011

    36. [36]

      (28) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.(28) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

    37. [37]

      (29) Sun, M.; Niu, B.; Zhang, J. P. Computational and Theoretical Chemistry 2008, 862, 85.(29) Sun, M.; Niu, B.; Zhang, J. P. Computational and Theoretical Chemistry 2008, 862, 85.

    38. [38]

      (30) Hutchison, G. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc.2005, 127, 2339.(30) Hutchison, G. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc.2005, 127, 2339.

    39. [39]

      (31) Mala li, M.; Brédas, J. L. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 13.doi: 10.1016/S0009-2614(00)00757-0

      (31) Mala li, M.; Brédas, J. L. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 13.doi: 10.1016/S0009-2614(00)00757-0

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  739
  • 文章访问数:  2198
  • HTML全文浏览量:  17
文章相关
  • 发布日期:  2012-06-07
  • 收稿日期:  2011-12-30
  • 网络出版日期:  2012-04-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章