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原子与分子物理学报 1996年第4期13卷 463-467页

作者：杨锋潘广炎李大万中国科学院物理研究所中央民族大学物理系

用发射光谱法研究了Ｎ＋２和Ｎ＋与Ａｒ碰撞产生的激发和电荷转移激发，获取了丰富的光谱信息。计算了各发射光谱线的发射截面，并研究了它们与入射离子能量的依赖关系。同种元素的分子离子和原子离子Ｎ＋２和Ｎ＋与Ａｒ碰撞引起的谱线... 详细信息

用发射光谱法研究了Ｎ＋２和Ｎ＋与Ａｒ碰撞产生的激发和电荷转移激发，获取了丰富的光谱信息。计算了各发射光谱线的发射截面，并研究了它们与入射离子能量的依赖关系。同种元素的分子离子和原子离子Ｎ＋２和Ｎ＋与Ａｒ碰撞引起的谱线发射截面的对比中发现了一些有趣的结果。

关键词：电荷转移激发发射截面氮离子氩原子碰撞

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供电子基团修饰对NNI-R系列分子光物理性质的影响

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高等学校化学学报 2020年第6期41卷 1277-1286页

作者：林桂锋郭景富何腾飞任爱民东北师范大学物理学院长春130024 吉林大学理论化学研究所长春130061

设计了一系列具有不同供电子基团的N-苯基-1,8-萘二甲酰亚胺衍生物(NNI-R),对它们在二氯甲烷和气相中的几何结构、电子结构以及室温磷光性能进行了研究.在二氯甲烷极性溶剂中,NNI-R系列分子的最低单重激发态(S1)有2个异构体,分别表现为... 详细信息

设计了一系列具有不同供电子基团的N-苯基-1,8-萘二甲酰亚胺衍生物(NNI-R),对它们在二氯甲烷和气相中的几何结构、电子结构以及室温磷光性能进行了研究.在二氯甲烷极性溶剂中,NNI-R系列分子的最低单重激发态(S1)有2个异构体,分别表现为局域激发(LE)和电荷转移激发(CT).具有弱给电子体(R=OMe,OH)时的NNI-R分子,其S 1态为LE结构,给体和受体间二面角垂直,其总能量远低于CT结构,会抑制系间窜越(ISC)的发生,不会发生磷光现象.在气相下,NNI-R系列分子的S 1态只有一种稳定的CT结构,该特征能显著抑制荧光发射,并有效促进系间窜越,使NNI-R系列分子的室温磷光发射成为一种可能.

关键词：室温磷光供电子基团电荷转移激发荧光速率系间窜越速率

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供电子基团修饰对NNI-R系列分子的光物理性质的影响

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作者：林桂锋东北师范大学

学位级别：硕士

由于室温磷光(Room temperature phosphorescent,RTP)有机分子的三重态具有较长的发射寿命,以及较长的激子迁移距离,因此在有机发光二极管、光动力疗法、生物传感器和生物成像等领域的具有广泛的应用前景。迄今为止,传统的RTP材料的设... 详细信息

由于室温磷光(Room temperature phosphorescent,RTP)有机分子的三重态具有较长的发射寿命,以及较长的激子迁移距离,因此在有机发光二极管、光动力疗法、生物传感器和生物成像等领域的具有广泛的应用前景。迄今为止,传统的RTP材料的设计和研究多含有贵重金属元素。但因贵金属配合物成本昂贵以及潜在的生物毒性在应用时受到一定限制。近年来,研究者开始着力研究更为廉价环保的纯有机RTP材料。研究者采用分子设计和材料设计等多种方法相结合的策略,合理设计和合成有机分子,从而达到改善分子发光性质的目的,获得长寿命、高量子产率的室温磷光材料。本文以N-苯基-1,8-萘二甲酰亚胺(N-phenyl-1,8-naphthalimide,NNI-ph)为原型分子,用具有不同供电子能力的基团对苯环对位氢原子进行取代,设计出一系列供电子基团修饰的NNI-ph-R(简写为NNI-R)分子,采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对这些纯有机小分子进行了系统的理论研究。讨论了NNI-R分子在气相和二氯甲烷极性溶剂中发射磷光的可能性;计算了气相环境中,NNI-R系列分子的基态、单重激发态以及三重激发态的结构和能量,最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)的能量及能隙差,旋轨耦合(SOC)矩阵元和荧光速率(k)以及系间窜跃速率(k);结合EL-sayed规则和自然轨道跃迁(Natural orbital transition,NTO),分析了不同跃迁组态对系间窜跃(Intersystem crossing,ISC)的影响;利用Multiwfn软件进行了空穴-电子分布分析,重点讨论了供体的供电子能力的大小与k和k的关系。我们的研究结果表明,在二氯甲烷极性溶剂中,NNI-R系列分子的S态有两个异构体,一个表现为局域激发(Localized excitation,LE),另一个表现为电荷转移激发(Charge transfer,CT)。具有弱的供电子基(-OMe,-OH)的NNI-R分子S态的LE结构,其供体和受体间二面角垂直,总能量远低于CT结构,会抑制系间窜越的出现,因此磷光现象不会发生。而在气相下,NNI-R系列分子的最低单重激发态(S)只有一种稳定结构,这种结构具有的CT特征能显著抑制荧光发射,并能有效促进ISC。随着供体能力的增强,k逐渐增大。源于供电子基修饰的激发态结构变化引起的电子跃迁性质的改变使得NNI-Rs分子的室温磷光成为一种可能。我们的工作澄清了对NNI-ph-R分子的供电子取代基修饰能够有效促进ISC的适用条件,为基于NNI-ph的纯有机RTP材料的合成和表征提供了理论依据。

关键词：室温磷光供电子基团电荷转移激发荧光速率系间窜越速率

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染料分子1,8-ANS荧光机理及溶剂影响作用的理论研究

染料分子1,8-ANS荧光机理及溶剂影响作用的理论研究

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作者：赵重阳北京化工大学

学位级别：硕士

有机荧光染料8-苯胺-1-萘磺酸（1,8-ANS）是一种用途广泛，具有电子给体-受体（Donor-Acceptor）类型的荧光探针分子，在溶液中具有双荧光现象，作为荧光探针在生物分析等方面具有广泛应用。本文旨在通过量子化学理论计算在电子结构的... 详细信息

有机荧光染料8-苯胺-1-萘磺酸（1,8-ANS）是一种用途广泛，具有电子给体-受体（Donor-Acceptor）类型的荧光探针分子，在溶液中具有双荧光现象，作为荧光探针在生物分析等方面具有广泛应用。本文旨在通过量子化学理论计算在电子结构的层次上揭示1,8-ANS分子的荧光机理及溶剂极性对其的影响。本文采用Gasussian09软件，利用ωB97XD和CAM-B3LYP杂化泛函进行构型优化，采用含时泛函TD-ωB97XD/CAM-B3LYP，结合特定态（StateSpecific）方法进行垂直激发和荧光发射的计算，采用极化连续模型的积分形式（IEFPCM）作为溶剂化模型。首先在3-21+g*水平上，乙醇溶液中，对1,8-ANS扭转角φ和θ为变量进行势能面扫描;并对扫描结果在6-31+g(d,p)基组水平上进行全优化，得到1,8-ANS在3N-6维势能面上的两个能量极小的平衡结构。然后计算垂直激发以及优化得到荧光发射波长，分析了双荧光机理。在此基础上，对1,8-ANS气态及其在其它不同极性的溶剂（1，4-二氧杂环己烷，甲醇，乙二醇和水）中优化基态和S1激发态。对基态，激发态均考查了垂直激发和垂直发射两个跃迁过程的电荷转移情况，并计算了电荷转移指数（CT indexes）。结果表明：（1）1,8-ANS基态和S1激发态均有两个平衡几何结构，其Franck-Condon态、非平面结构态(NP态)和电荷转移激发态（CT态）都具有π→π*跃迁性质（2）NP态与CT态分子几何结构中，苯胺基团扭转角φ的变化最有效，CT态可近似看成NP态苯胺基扭转角转过13.40°（经ωB97XD计算）或12.74°（经CAM-B3LYP计算）形成，因此扭转电荷转移模型（TICT）是最适合描述1,8-ANS双荧光机理的理论模型;（3）电荷转移指数qCT, DCT及μCT结果表明，1,8-ANS受光照激发跃迁、发射荧光的S1→S0辐射跃迁过程电荷转移方向不是沿着某一坐标轴单向转移，而是在三个坐标轴方向上都有一定的转移。(4) CT态的荧光波长比NP态的对溶剂极性更具敏感性，溶剂极性增强能显著增加CT态分子内电荷分离程度。上述计算结果与实验相符良好。本工作的开展对以苯胺-萘磺酸为荧光发色团的荧光分子及其衍生物的荧光机理提供重要理论信息和依据。

关键词： 1,8-ANS 双荧光电荷转移激发偶极矩溶剂极性

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