科研训练报告
题目：蓝光Ir(ppy)2(pic)衍生物的发光机制的理论研究
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2013年7月23
一、主要训练内容
本次科研训练分为两个阶段。第一阶段是有关计算化学基础入门知识的学习以及Gaussian和GaussView软件的学习和应用。在这一阶段中，首先以甲醛为例，利用Gaussian和GaussView软件，练习了分子结构模型的建立、结构的优化和分子光谱模拟的方法。然后又通过乙烷分子内旋转过程，氨的伞形翻转过程以及气相中氯代乙烷分子内消去HCl的过程，练习了模拟化学反应机理和过渡态计算的基本过程和方法。第二阶段为Ir配合物分子结构和分子光谱的模拟和性质研究。第二阶段为本次训练的主要内容，调研和阅读了与此相关的一些研究文献和计算分析了一个潜在的蓝光材料。本训练报告即为此研究结果。
二、前言
有机电致发光（electroluminescence，EL）是由电能激发有机材料而放光的现象，它早在60年前就已被发现。由于缺乏应用在显示器件上的功能，长久以来，这种电致发光现象一直都不能引起广泛的注意[1]。1987年美国柯达公司的Tang[2]等人采用三（8-羟基喹啉铝）(Alq3)作为发光材料和电子传输材料，二苯基胺衍生物作为空穴传输材料，得到高亮度EL器件，被认为是EL领域的第一个里程碑。自此，学术界和产业界掀起了有机发光二极管(OLED)研究的热潮。
与传统的无机阴极射线发光相比，有机电致发光器件具有低电压、低电流驱动、平板型、高亮度、高效率、容易得到各种发光颜色、可全彩色大面积显示、可与集成电路驱动电压相匹配等优点，这些主要特征使得OLED在满足平板显示器的应用上显得非常突出，具有广阔的应用前景[3]。由于它拥有超越液晶显示器(LCD)的显示特性与品质，极可能成为下一代的主流平板显示器。因此，基于有机材料来设计和制作电致发光器件己成为当前国际上的研究热点之一。
有机金属配合物作为有机电致发光材料具有独特的优势，如高亮度、高效率、发光颜色覆盖面宽等，尤其是近几年迅速发展起来的过渡金属配合物磷光材料是一种很有潜力的材料。
不同于传统的有机小分子和共轭高分子材料，过渡金属配合物可以同时获得单线态和三线态激子，实现理论上最大的内量子效率为100%[4,5]。通常在磷光材料中存在着磷光辐射跃迁与热活性的非辐射跃迁的竞争，因此，要得到高效的室
温磷光，三线态激发态的寿命必须较短。而过渡金属配合物具有高的磷光效率，也正是由于这样的原因。重金属原子强的自旋轨道耦合作用使配合物的单线态、三线态激发态有效的混合，破坏了三线态激子的对称性，使三线态激子衰减变快。而混合的激发态使单线态在一定程度上带有三线态的性质，衰减时间变长，有效的提高了从单线态到三线态系间穿越(ISC)的效率，从而提高了过渡金属配合物磷光发光效率。在常见的几种重金属配合物中，由于Ir(III)配合物具有好的热稳定性，相对短的激发态寿命，高的发光效率，以及发光颜色易调节等多方面的优点而成为电致发光材料领域的研究热点[6]。
尽管目前报道了很多磷光有机发光二极管(PhOLED)的主体发光材料。相对来说，性能优异的蓝色磷光材料仍然比较匮乏，尤其是颜色饱和的深蓝色电致磷光材料。而在机理方面，磷光材料中配体对发光性能的影响、影响磷光材料热稳定性及电化学稳定性的因素等也需进一步研究。
近年来，计算机的快速发展使理论化学研究得到了巨大的飞跃，使得量子化学计算的应用日益广泛。通过量子化学计算可以用来描述分子的结构、性质及其化学变化过程。因而可以采用量子化学纯计算来研究分子的电学、磁学、光学等性质，还能研究化学动力学和化学反应机理等与化学、物理、材料、生物方面相关的内容。在有机电致发光材料的理论研究方面，封继康、任爱民等人对一些Ir 金属配合物进行了广泛和系统的研究，建立了一套可行的研究方法。
三、计算方法
图1. Ir金属配合物的基态几何结构
本研究采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）[7,8] PBE0方法结合LANL2DZ基组对如图1所示的Ir(ppy)2(pic)衍生物的基态（S0）和第一三重激发态（T1）的几何结构进行了全优化。在基态优化得到的几何结构基础上，采用含时密度泛函理论（TD-DFT）计算模拟了吸收光谱[9]。
四、结果与讨论
1、基态几何构型
采用PBE0/LANL2DZ的方法得到了配合物的稳定结构（如图1），从配合物的几何结构与实验值的比较（表1）可知，最小误差为0.003，说明采取的计算方法准确可靠。从表2数据分析中，我们可以清楚的看到，Fir主配体ppy的两个N原子处在中心原子Ir原子的对位，与Ir原子形成的键长分别是2.004 ?和2.029 ?,与中心原子Ir原子形成的键角为175.4°。主配体上两个C原子处于中心原子Ir的顺式位置，与中心原子Ir形成的键长分别是1.999 ?和1.987 ?。
表1. 配合物的基态结构与实验值[10]的比较
Cal. Exp.
Ir-O(pic) 2.137 2.126
Ir-N(pic) 2.132 2.134
Ir-N(ppy1) 2.044 2.075
Ir-C(ppy1) 1.999 1.992
Ir-N(ppy2) 2.029 2.039
Ir-C(ppy2) 1.987 1.984
N(ppy1)-Ir-N(ppy2) 175.4 174.2
C(ppy1)-Ir-N(pic) 171.3 170.9
2、吸收光谱
250
300
350
400
450
500
A b s o r b a n c e (a .u .)
(nm )
318
374
图 2. 计算模拟得到的吸收光谱
采用TD-DFT 方法计算了配合物的吸收波长，拟合的吸收光谱曲线示于图 2中，两个吸收峰分别为318 nm 和374 nm 。表 2 给出了配合物的激发态、激发能量及波长和对应的跃迁方式的类型。每个激发态跃迁方式的指认是根据轨道的成分来确定的。电子从以金属为主要成分的轨道跃迁到以配体为主要成分的轨道的跃迁方式为MLCT ，电子在同一配体内部跃迁为ILCT ，而电子在不同配体之间跃迁记为LLCT 。表3给出了轨道图形分析的结果。其中波长为374 nm ，对应能量为3.32 eV 。这个能量对应的电子跃迁主要是HOMO → LUMO+1 (87.3%)。HOMO
表 2. 配合物的激发态、激发能量及波长和对应的跃迁方式的类型 States
Energy (eV/nm)
f
Excitation
Character
T 1
2.86 (433)
HOMO-2 → LUMO+1 (16.4%)
HOMO → LUMO (4.1%) HOMO → LUMO+1 (37.7%)
MLCT/LLCT/IL S 1 3.23 (384) 0.003 HOMO → LUMO (86.4%) MLCT/LLCT S 2 3.32 (374) 0.034 HOMO → LUMO+1 (87.3%) MLCT/LLCT/IL S 9
3.90 (318)
0.087
HOMO-2 → LUMO+1 (74.6%)
MLCT/IL
轨道组成主要为Ir（43.19%），ppy1（22.15%），ppy2（25.20%），而LUMO+1轨道组成主要为ppy1（85.12%），pic配体所占的比例很少。它所对应的跃迁为MLCT, ILCT和LLCT的混合。波长为318 nm，能量为3.90 eV时，该能量对应的电子跃迁类型主要来源于HOMO-2 → LUMO+1 (74.6%)。其中HOMO-2轨道组成主要是Ir（62.67）和ppy1（24.14%），而LUMO+1轨道组成主要为ppy1（85.12%）pic配体所占的比例很少，因此它所对应的电子跃迁类型为MLCT和ILCT的混合。
表3. 轨道图形及其成分分析
HOMO-2 HOMO-1 HOMO
Ir 62.67 51.56 43.19
ppy1 24.14 4.85 22.15
ppy2 5.16 11.44 25.20
pic 8.03 32.16 9.46
LUMO LUMO+1 LUMO+2
Ir 1.18 3.97 3.14
ppy1 6.61 85.21 3.57
ppy2 2.80 2.66 91.27
pic 89.41 8.16 2.02
而在发光材料中，对于S1态和T1态的表征非常重要，因为它们直接与发射过程相关。从表2和表3可以看到，S1态主要对应HOMO→LUMO的跃迁，因而是MLCT混合LLCT的跃迁形式，与其他Ir配合物的实验和理论研究结果一致[5]。而T1态的跃迁就比较复杂，值得注意的是，HOMO-LUMO的跃迁成分很少，而HOMO-LUMO+1的成分相对较多。这可以从表3中的轨道成分得到说明，在HOMO轨道中，除pic占据很少外，其他都有相当的分布；LUMO轨道中pic片段占主要分布，而在LUMO+1中ppy片段占主要成分。因而此过程的d→π*(ppy) 以及π(ppy) →π*(ppy)的跃迁是允许的。
表4和图3列出了计算得到的分子轨道能级和HOMO-LUMO能隙（gap）示意图。可以发现计算得到的轨道能级与实验光谱推测得到的HOMO和LUMO能级相近[10]。
表4.分子轨道能级
Orbital Energy (eV) Exp.
LUMO+3 -1.93
LUMO+2 -2.23
LUMO+1 -2.40
LUMO -2.52 -3.10
HOMO -6.17 -5.75
HOMO-1 -6.93
HOMO-2 -7.34
HOMO-3 -7.42
图3. HOMO-LUMO Gap示意图
3、激发三重态几何构型和磷光发射波长
采用PBE0/LANL2DZ方法对配合物的第一三重激发态几何结构(T1)进行优化，其部分几何参数值列于表 5 中。对比S0和T1态几何结构参数可以看到，分子S0态与T1态几何结构相差不是很大。如T1态的金属Ir与ppy1或ppy2中的Ir-N(ppy)或Ir-C(ppy)键长比S0态中相应的键长的变化值均小于0.02 ?。而对于pic配体上的Ir-O的距离变化较大，T1态中的比S0态中的缩短了0.11 ? (2.137 vs. 2.027 ?)。这
些结构参数的变化都可以通过表2和表3所示的跃迁情形和分子轨道分布得到解释，由于电子跃迁到π*(ppy)或π*(pic)轨道中，电子重新分布使得配合物的几何构型发生了一定程度的变形。
表5. T1态计算得到的几何结构参数
Ir-O(pic) 2.027
Ir-N(pic) 2.113
Ir-N(ppy1) 2.037
Ir-C(ppy1) 2.015
Ir-N(ppy2) 2.045
Ir-C(ppy2) 2.007
N(ppy1)-Ir-N(ppy2) 174.6
C(ppy1)-Ir-N(bpy) 170.8
基于优化得到的T1态的几何构型，我们对其计算了磷光发射波长（如图4所示）。由于三重态的自相关作用较强，因而包含较多的HF交换相关成分可以较好的得到S-T能量差。在磷光发射波长的计算中，我们采用了M062X方法和极化连续模型（PCM）自洽反应场（SCRF）分别计算了CH2Cl2溶剂中的T1和S0态的单点能量。除Ir原子采用LANL2DZ基组和赝势外，其他非金属原子采用Pople 6-311G(d,p)基组。计算得到的磷光发射波长为483.3 nm，与实验测定的磷光波长（464 nm 和490 nm）相近[10]。
图4.光吸收和磷光发射示意图
五、科研训练总结
本次科研训练过程中，首先通过最基本的例子学习掌握了Gaussian和GaussView软件的用法，并将所学到的内容加以应用，研究了Ir配合物分子结构和分子光谱的模拟和性质。采用密度泛函理论的方法，对有机Ir金属配合物Ir(ppy)2(pic)的衍生物的基态（S0）和激发态（T1）进行了几何优化，在此基础上用TD-DFT方法计算了吸收光谱。并对基态和激发态的几何结构进行了分析。分析了基态的HOMO和LUMO轨道组成及能量，总结了配合物的激发态、激发能量及波长和对应的跃迁方式的类型。并且还理论计算了磷光发射波长。本次训练对此蓝光OLED材料的初步研究，为以后进一步考虑旋轨耦合效应、计算跃迁速率、以及分析电子和空隙的注入效率等内容作下铺垫。
通过此次科研训练，感受到了在实验室工作的基本氛围，了解了从事计算化学研究的基本内容，学习到了很多计算化学方面相关的知识，包括相关软件的使用，计算结果的分析，使我受益匪浅，也对我今后选择自己研究的方向打下了坚实的基础。同时我也认识到了自己的不足，相关基础知识的缺乏使我的研究过程遇到了很多障碍，我将以这次科研训练为基础，更加注重基础知识的学习，为自己今后的科研之路打好更加坚实的基础。
参考文献
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学号：0000000000 本科毕业论文 2-(2-吡啶基)苯并噻唑与金属Cu(Ⅱ)配合物的合 成及性质研究 The synthesis and properties of 2-(2-pyridyl) benzothiazole and metal Cu (Ⅱ) 姓名：某某某 专业：环境科学 指导教师姓名：某某某 指导教师职称：教授 2014年5月
摘要 苯并噻唑类金属配合物在光电磁性、化学传感器、晶体结构、生物活性及催化等方面的研究有着深远的意义和良好的发展前景。由于苯并噻唑类化合物中含有N、S两种杂原子，有共扼大π键，能够产生π-π堆积且给电子能力较强，很容易与金属离子配位形成金属配合物。所以此文章选用了金属元素Cu(Ⅱ)与配体2-（2-吡啶基）苯并噻唑合成金属配合物，并测定其晶体结构，研究其发光性质,具体要做到以下几点： 1、用2-吡啶甲酸和邻苯硫酚两种原料合成配体2-（2-吡啶基）苯并噻唑； 2、合成以Cu(Ⅱ)为中心金属离子，2-（2-吡啶基）苯并噻唑为配体的配合物，并培养出单晶，测定其晶体结果、发光性质； 3、通过紫外可见光谱和荧光光谱对配体和配合物进行表征，我们可看出紫外可见光谱图中配体与配合物的吸收峰相似，其原因可能是配体内的π-π*跃迁引起的。我们测出荧光光谱图，其中配体、配合物的最大发射峰分别为365nm、385nm，由此结论可推知配合物相对配体L发生了红移，从而得出结论这可能是由于金属到配体的电荷转移跃迁（MLCT）引起。 关键词：苯并噻唑类Cu(Ⅱ)的配合物有机电致发光晶体结构紫外光谱荧光光谱
Abstract Benzothiazole metal complexes has far-researching significance and good development prospects in photoelectric magnetic, chemical sensors, crystal structure, biological activity and catalysis.Because benzothiazole compounds contain N and S two kinds of impurity atoms and a conjugate big π bond,so they can produce the π-π* and have stronger electron-donating ability, which make it easy for ligand to form metal complexes with metal ions.So this article selects metal element Cu (II) and ligand 2 - (2 - pyridyl) benzothiazole to compose metal complex, and measure its crystal structure, study its luminescent properties, specifically to do the following: 1, using 2- pyridine carboxylic acid and adjacent thiophenol two kinds of raw material for the synthesis of the ligand 2- (2- pyridyl) benzothiazole; 2, making Cu (II) as the central metal ion, 2- (2- pyridyl) benzothiazole as the ligand, to compose the complex and cultivate single crystal, determining its crystallographic results and luminescent properties; 3, The ligand and complexes were characterized by UV visible spectra and fluorescence spectrathe, we can see that the ligand UV-Vis spectra and absorption peak are similar to complexes, it may be caused by the π-π*transition in ligand. we measure the fluorescence spectra, the maximum emission peak of the ligand and complexes are respectively 365nm、385nm, the conclusion shows that the complexes relatived to ligand L have a red shift, this may be due to the charge transfer transition from metal to ligand(MLCT). KeyWords: Benzothiazole class Cu(II) complexes organic electroluminescence Crystal structure Ultraviolet spectrum Fluorescence spectrum
几种Eu(Ⅲ)三元有机配合物的合成与发光研究 方璞龚孟濂* i中山大学化学与化学工程学院 摘要：本论文合成了β-二酮及其Eu(Ⅲ)三元有机配合物，并用1H-NMR、元素分析、热重分析、红外吸收光谱、紫外－可见吸收光谱、荧光光谱等分析方法检验并比较其性质。实验结果表明，3种Eu(Ⅲ)三元配合物均为优良的光致发光材料，其跨越400 nm的激发带使之适用于涂覆在近400 nm InGaN芯片上，制备红色LED。 关键词：β-二酮Eu(Ⅲ)有机三元配合物荧光发光二极管 一前言 半导体白光发光二极管(white light-emitting diode，WLED)是一种继白炽灯泡、普通和紧凑型荧光灯与各种类型高强度气体放电灯（HID）之后新的固体光源。 本学位论文以稀土Eu3+有机配合物作为探求新型的、高效的LED用红色发光材料的研究对象，进行有机配体及其Eu3+s三元有机配合物的分子设计、合成、光致发光性能研究，并应用于制备近紫外光半导体芯片激发的LED，探索其实际应用的可能性。 二合成实验 (一) EuCl3溶液的制备 (二) 乙酰联苯(ACBP)的合成[1][2] (三) 联苯甲酰三氟丙酮(BPTFA)的合成[3] BPTFA元素分析测定值(计算值)，%：C 62.17(65.75)，H 3.909(3.767)。 BPTFA的FAB MS、1H NMR和元素分析结果表明：合成产物为目标产物。 (四) 二元配合物Eu(BPTFA)3(H2O)2的合成[4] ————————————— 创新项目：第六届化学院创新化学研究基金项目第200604号
第一作者：方璞中山大学化学与化学工程学院 指导教师：龚孟濂cesgml@https://www.doczj.com/doc/925223010.html, Eu(BPTFA)3(H2O)2元素分析测定值(计算值)，%：C 55.44(55.44)，H 3.098(3.477)。 (五) Eu(Ⅲ)有机三元配合物的合成 分别以邻菲啰啉（1,10-phenanthroline，phen）、联吡啶（bipyridine，bpy）和三苯基氧化膦 O)2二元配合物反应，制备（Triphenylphosphine oxide，TPPO）为第二配体，与Eu(BPTFA) 3(H2 Eu(Ⅲ)有机三元配合物。 Eu(BPTFA)3phen：EuC60H41N2O6F9元素分析值(计算值)，%：C 59.46(59.60)，H 3.017(3.394)，N 2.250(2.322)。 Eu(BPTFA)3(TPPO)2：EuC84H63O8F9P2元素分析值(计算值)，%： C 63.41(63.64)，H 3.746(3.914)。 Eu(BPTFA)3bpy：EuC58H41N2O6F9元素分析值(计算值)，%：C 58.91(58.78)，H 3.077(3.463)，N 2.342(2.365)。 由元素分析结果可知，合成的Eu(Ⅲ)有机三元配合纯度都较高。 三结果和讨论 (一) 热重分析 热重分析结果表明，合成的几种Eu(Ⅲ)三元配合物的热分解温度都在327 ℃以上，适合在WLED(不低于150℃)与OLED(organic electroluminescence diodes)(不低于250 ℃)中应用。(二) 红外吸收光谱分析 参照有关文献[5]-[7]对配合物和配体的红外谱图作归属，见表3.2。 表3.2 Eu(Ⅲ)三元配合物的红外吸收数据归属(cm-1) Table 3.2 Assignments in IR spectra of the europium(Ⅲ) complexes (cm-1) 以上结果表明phen和BPTFA均与Eu3+配位而生成了稳定的配合物。 (三) 紫外-可见吸收光谱
收稿日期:2008—07—10 作者简介:吕青竹(1975-),女,辽宁本溪市人,讲师,主要从事化学教学及发光配合物方面研究.【学术研究】 8-羟基喹啉金属配合物的有机发光材料研究进展 吕青竹 (抚顺师专,辽宁抚顺113006) 摘 要:简述8-羟基喹啉金属配合物的发光原理.综述了8-羟基喹啉金属配合物发光材料的国内外研 究现状,同时对8-羟基喹啉金属配合物发光材料的应用前景进行了展望. 关键词:8-羟基喹啉金属配合物;发光原理;有机电致发光 中图分类号:O644.19 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2008)03-0013-02 金属配合物作为一种新型的有机发光材料,由于其在光学传感器及有机发光器件(Light emitting Devices )等方面的潜在应用受到了人们的重视[1].关于金属配合物发光性能的研究已有多年的历史,但近 几年人们才将其与发光材料的研制相联系.1987年,美国柯达公司Tang 等[2]以8-羟基喹啉铝(AlQ 3) 作为发光层,获得了驱动电压小于10V 、发光亮度1000cd m 2(一般电视屏最高亮度80cd m 2 )、发光效率 1.5lm W 的有机电致发光器件,为金属配合物发光器件的研制做出了开拓性的工作.AlQ 3作为电致发光材料有许多优良的特性,如成膜质量好、具有较高的载流子迁移率、较好的热稳定性及较大的量子效率(光子数 电子数=0.01)等.由于8-羟基喹啉可与多种金属形成配合物,因此近年来不断出现许多其它类型 的发光材料[3],在此简述8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的研究进展情况. 1 8-羟基喹啉金属配合物的发光原理 金属离子与有机配体形成的配合物具有发光性质,其发光能力与金属离子的电子构型及有机配体的立体结构有关.8-羟基喹啉作为有机配体本身不发光,与金属形成螯合物后使原来8-羟基喹啉非刚性平面结构转变为刚性平面结构,即金属离子与氮、氧螯合而处于同一平面内的平面结构,这种结构极易与电子交叠,使分子变形困难,导致分子从激发态回到基态时发生无辐射跃迁的几率大大下降,主要发生辐射跃迁,从而使金属配合物发光,所以配体8-羟基喹啉与金属所形成的配合物的发光类型主要是金属离子微扰的配体发光.部分具有f 电子轨道的稀土金属由于自身电子构型的特点,与配体形成配合物,配体向金属离子传递能量,最终导致金属离子发光,其发光类型为配体微扰的金属离子特征发光,属于这种发光类型的金属离子都具有未充满的d 或f 轨道. 2 8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的国内外研究情况 2.1 1、2、3价金属8-羟基喹啉发光材料 1、2、3价金属离子形成的金属有机物的发光属于配 体发光,这类配合物具有分子内络盐结构,即分子是由含 一个酸性基和一个其它配位基的一价二齿配体与金属离子 形成的螯合物.配合物为电中性,配位数达到饱和,金属与 配体之间形成稳定的六元环,见图1. 这类配合物通常都有很好的电子传输特性,是有机电 致发光中较理想的材料[4、5].1987年,Tang C W [2]用8- 羟基喹啉铝作为发光层制成了有机电致发光器件,之后人 们不断探索Al 以外的金属(Ca 、Be 、Zn 、Mg 、Ga 等)与羟基喹啉形成的配合物发光材料,具有较好的发光性能,并且可以发射不同颜色的光有:8-羟基喹啉锌(ZnQ 2),发光颜色为黄色,谱峰在568nm 左右,发光亮度在26V 偏压下,达到16200cd m 2;8-羟基喹啉镁(M gQ 2),发出强的蓝绿色荧光,最大发射光波长大约第10卷第3期2008年9月 辽宁师专学报Journal of Liaoning Teachers College V ol .10No .3Sep .2008
第33卷第2期2012年2月 发光学报 CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE Vol.33No.2 Feb．，2012 文章编号：1000-7032（2012）02-0166-05 新型红色磷光铱配合物的合成与电致发光性能 张丽英1*，李斌2，刘秀英1，王建星1 （1．河南工业大学理学院，河南郑州450001； 2．发光学及应用国家重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033）摘要：设计并合成了含羟基配体8-苯并噻唑基2-萘酚（HNBT），并以其为辅助配体、2-苯基吡啶（ppy）为第一 配体合成了红色磷光铱配合物Ir（ppy） 2（NBT）。采用真空蒸镀的方法，以Ir（ppy） 2 （NBT）为发光中心制备了 红色有机电致磷光器件，详细研究了配合物Ir（ppy） 2 （NBT）的热稳定性、光物理与电致发光性能。值得注意 的是，配合物Ir（ppy） 2 （NBT）的发射谱图近似于高斯形状，只有一个位于614nm的发射主峰，没有肩峰出现， 且半峰宽仅为65nm；此外，基于配合物Ir（ppy） 2 （NBT）的最佳器件的最大亮度和效率分别是6400cd/m2和4．53cd/A。 关键词：电致磷光；铱配合物；红光；有机电致发光 中图分类号：TN383+．1文献标识码：A DOI：10．3788/fgxb20123302．0166 Synthesis and Electroluminescent Properties of A Novel Red-emitting Phosphorescent Iridium Complex ZHANG Li-ying1*，LI Bin2，LIU Xiu-ying1，WANG Jian-xing1 （1．College of Science，Henan University of Technology，Zhengzhou450001，China； 2．State Key Laboratory of Luminescence and Applications，Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Sciences，Changchun130033，China） *Corresponding Author，E-mail：zhangly1103@yahoo．com．cn Abstract：A novel ancillary ligand（2-（1-hydroxy-naphthyl）-benzothiozolato）（HNBT）and the corresponding red emitting phosphorescent iridium（Ⅲ）complex，Ir（ppy） 2 （NBT）with2-pheny-lphridine（ppy）as first ligand are designed and synthesized．Saturated red-emitting electrophospho- rescent devices using Ir（ppy） 2 （NBT）as emission center are fabricated．The thermal，photophysi- cal，and electroluminescent properties of Ir（ppy） 2 （NBT）are investigated in detail．It is noteworthy that the emission spectrum shape of complex Ir（ppy） 2 （NBT）is similar to Gauss，which has only one emission peak centralized614nm with a full-width at half-maximum of65nm．The optimized device exhibits a maximum brightness of6400cd/m2and the peak current efficiency is4．53cd/A． Key words：electrophosphorescence；iridium complex；red-emitting；organic-light-emitting 收稿日期：2011-11-18；修订日期：2011-12-06 作者简介：张丽英（1979－），女，河南安阳人，博士，主要从事有机金属配合物的合成与发光性能的研究。 E-mail：zhangly1103@yahoo．com．cn
稀土配合物发光的类型概述 稀土配位化合物的研究是稀土化学中最活跃的前沿领域之一。稀土发光配合物是一类具有独特性能的发光材料。 发光现象 当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等的激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称为发光现象。这种能量的发射过程具有一定的持续时间。 对于发光现象的研究，从对它的光谱的研究(斯托克斯定则，1852年)开始，直到“发光”这一概念的提出(C H．魏德曼，1888年)，人们只注意到了发光同热辐射之间的区别。1936年，CH．瓦维洛夫引入了发光期间这一概念(即余辉)，并以此作为发元现象的另一个王要的判据，至此发光才有了确切的定义。 发光现象的两个主要的特征是：任何物体在一定温度下都有热辐射，发光是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。当外界激发源对物体的作用停止后，发光现象还会持续一定的时间，称为余辉。 历史上人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程：把物质在受激发时的发光称为荧光，而把激发停止后的发光称为磷光。一般常以持续时间10-8s为分界，持续时间短于10—8s的发光被称为荧光，而把持续时间长于10—8s的发光称为磷光。现在，除了习惯上还保留和沿用这两个名词外，已不再用荧光和磷光来区分发光过程。因为任何形式的发光都以余辉的形式来显现其衰减过程，而衰减时间可以极短(＜10—8s)，也可能很长(十几小时或更长)。发光现象有着持续时间的事实，说明物质在接受激发能量和产生发光的过程中，存在着一系列的中间状态。 发光类型 1.对于各种发光现象，可按其被激发的方式进行分类：光致发光、电致发光、阴极射线发 光、x射线及高能粒子发光、化学发光和生物发光等。 (1)光致发光。光致发光是用光激发发光体引起的发光现象。它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。 (2)电致发光。可将电能直接转换成光能的现象是电致发光(eIectroIuminescence)。过去又因这是在电场作用下产生的发光，还曾使用过“场致发光”的术语。 (3)阴极射线发光。发光物质在电子束激发下所产生的发光，被称做阴极射线发光(cathodeluminescenee)。通常电子束激发时，电子所具有的能量是很大的，都在几千电子伏以上，甚至达几万电子伏。和光致发光的情况相比，这个能量是巨大的。因此，阴极射线发光的激发过程和光致发光不一样，这是一个很复杂的过程。在光致发光的过程中，一个激发光于被发光物质吸收后，通常最多只能产生一个发光辐射的光子。但是，单从能量的观点来
发光有机金属配合物分子结构与光电性能关系的理 论 有机电致发光器件具有驱动电压低、响应速度快、视角广、发光亮度和发光效率高以及易于调制颜色实现全色显示等优点,而且有机材料具有重量轻、柔性强、易于加工等特点,可用于制作超薄大面积平板显示、可折叠的“电子报纸”以及高效率的户外和室内照明器件,这些都是传统的无机电致发光器件和液晶显示器所无法比拟的。上述特点使得有机电致发光成为电致发光领域内一个新的研究热点,受到了化学、光学、材料学等相关学科领域的广泛重视。近年来,发光有机金属配合物因其在电致发光中的潜在应用而成为一个十分活跃的研究领域。人们对有机金属配合物光电性质的实验研究很多,但由于发光、载流子传输等微观过程的复杂性,其微观机制尚未探明,因此有机金属配合物发光、传输等性质的理论研究越来越受到重视。目前,量子化学计算方法已被广泛用于研究物质分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系等问题,并获得了一些理想的结果。论文运用密度泛函理论(DFT),对有机电致发光领域中具有代表性的 8-羟基喹啉金属配合物、席夫碱金属配合物的几何结构和电子结构进行了研究,分析结构对其性能的影响,进而为设计合成具有性能优良的有机电致发光材料提供理论指导。1、实验研究指出,8-羟基喹啉锂(Liq)可用作电致发光器件的发光层、电子传输层,也可以用作电子注入层。论文从分子设计的角度出发,采用密度泛函理论较为系统地研究了给/吸电子取代基对Liq光电性能的影响,获得了一些有价值的研究结果,为进一步改善Liq的性能提供理论指导。研究结果表明,不同取代基与母体形成不同的共轭,取代基-CN、-OCH3很好地参与了整个π体系共轭,对体系性质影响最大,而-CF3、-CH3CH2CH2、-CH3、-Cl与体系的共轭 作用较弱,对体系性质影响相对较小。给电子基取代,加强了N和Li共价性和O 与Li的静电作用,吸电子基取代减弱了N和Li共价性和O与Li的静电作用。吸电子基-CF3、-CN、-Cl在5位取代Liq都使其最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能级降低,但吸电子基的强弱对Liq的LUMO、HOMO及带隙的影响不具有规律性,-CF3、-CN使Liq带隙增大,而-Cl使Liq带隙减小,这里还需考虑取代基的共轭效应的协同作用。给电子基-CH3、-CH3CH2CH2、-OCH3在5位取 代Liq都使LUMO、HOMO升高,带隙减小,给电子性越强,影响越显著。-CN在5 取代,显著增加了Liq的电子亲和势,降低了分子轨道的简并度,使分子轨道能级展宽,电子更易于注入和传输。与Liq及其它衍生物相比,5-CN-Liq是一种更好的电子注入和传输材料。2、8-羟基喹啉铝作为一种重要的电子传输材料和理想的有机电致绿光材料,它的发光性质得到了广泛的研究。目前对Alq3的研究主要集中在如何通过分子剪裁和聚集态结构的调控来改变其发光光谱以及提高器件的效率和寿命。马东阁等设计合成了双核8-羟基喹啉铝(DAlq3),发现其电致发光性能优于同样器件结构下8-羟基喹啉铝(Alq3)的性能,他们认为由于DAlq3具有相对较高的电子迁移率,有利于电子和空穴的传输平衡。论文研究了分子的化学修饰对载流子传输性能的影响,从微观的角度解释了DAlq3比Alq3具有更高电子迁移率的本质原因。基于Marcus电子转移理论,利用DFT方法,对Alq3 和DAlq3分子间及分子内的电子转移进行了理论计算,计算Alq3和DAlq3的重组能、电子亲和势(EA)和电离势(IP)。基于跳跃模型构建DAlq3和Alq3的电荷转移路径,计算DAlq3和Alq3的电荷耦合矩阵元。利用重组能及电荷耦合矩阵
双极传输环金属铱配合物的合成及其发光性能的研究 梁爱辉1，魏启亮1，王亚飞1，谭华1，曹韵波1，李亮1，刘煜1,2，朱卫国1,2*（1湘潭大学化学学院2环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室湘潭 411105) 为了研究双极传输功能基对环金属铱配合物电致蓝光材料发光性能的影响，我们设计合成了同时含有电子传输性能的噁二唑功能基和空穴传输性能的三苯胺功能基的环金属铱配合物FIr(TPA-OXD-Pic)，以及含三苯胺功能基的环金属铱配合物FIr(TPA-Pic)和不含功能基的环金属铱配合物FIr(Ph-Pic)，它们的分子结构如图1所示。三种环金属铱配合物的紫外吸收光谱显示，在300 nm-350nm区域内配合物FIr(Ph-Pic)、FIr(TPA-Pic) 和FIr(TPA-OXD-Pic)的紫外吸收依次增强，但它们的金属-配体电荷转移跃迁吸收峰基本相同，位于381 nm。三种环金属铱配合物的光致发光光谱显示，它们在二氯甲烷中的PL光谱基本相同，最大荧光发射峰位于472 nm，并在496 nm处伴随一个肩峰；在固体膜中的PL光谱的最大发射峰与溶液的最大发射峰相比红移了33 nm，但配合物FIr(Ph-Pic)在600nm出现了一个小的发射峰。本文对双极传输环金属铱配合物的分子结构与性能的关系进行了进一步的讨论。 Figure.1. Molecular structure of the cyclometalated iridium complexes 关键词：双极传输；噁二唑；三苯胺；环金属铱配合物；光电性能 致谢：国家自然科学基金（20772101和50473046）、教育部大学生创新性实验计划立项项目(81053009)和湖南省科技厅科学基金(2007FJ3017)。 参考文献 1.J. Natera, L. Otero, L. Sereno, and Fernando Fungo. Macromolecules, 2007, 40, 4456-4463.
稀土发光材料的研究现状与应用 材化092 班…指导老师：…. (陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021） 摘要稀土元素包括元素周期表中的镧系元素(Ln)和钪(Sc)、钇(Y)，共17个元素。由于稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的丰富的吸收和发射光谱，使其在发光材料中具有广泛的应用。稀土元素的特殊原子结构导致它们具有优异的发光特性，用于制造发光材料、电光源材料和激光材料，其合成的发光材料充分应用在照明、显示、医学、军事、安全保卫等领域中。稀土元素在我国的储量丰富，约占全世界的40%。本文综述了稀土发光材料的发光机理、发光特性、化学合成方法、主要应用领域以及稀土矿藏的开采方面存在的问题，并预测了今后深入研究的方向。 关键词稀土，发光材料, 应用 Current Research and Applications of rare earth luminescent materials Abstract Rare earth elements, including the lanthanides (Ln) and scandium (Sc) , yttrium (Y)of the periodic table, a total of 17 elements. a plenty of absorption and emission spectra in the light-emitting materials produced by the 4f electrons of rare earth ions transiting between different energy levels lead to a wide range of applications of rare earth luminescent materials. Special atomic structure of rare earth elements lead to their excellent luminescence properties, which is used in the manufacture of luminescent materials, the electric light materials and laser materials, 1 / 8
第24卷,第8期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 18,pp9222926 2004年8月 Spectroscopy and S pectral Analysis August ,2004 有机金属配合物电致发光材料的研究进展 周 瑞,安忠维,柴生勇 西安近代化学研究所,陕西西安 710065 摘 要 有机电致发光材料是平板显示领域最有发展前景的材料之一。其中有机配合物应用最早,一般为五 元环或六元环结构,性质比较稳定,熔点高,固体荧光效率高,应用十分广泛。将从配体和金属原子发光方面对其近年来在有机EL 器件中的应用研究做一综述。 主题词 有机金属配合物;电致发光中图分类号:O641 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)0820922205 收稿日期:2002210216,修订日期:2003201216 作者简介:周 瑞,女,1978年生,西安近代化学研究所在读硕士研究生3通讯联系人 引 言 有机电致发光(Electroluminescence ,简称EL )是近年来平板显示领域的研究热点之一。有机EL 具有低压直流驱动,高效率,高亮度以及易实现全彩等优点。1987年Tang 等人[1]以82羟基喹啉铝(Alq 3)作为发光层,得到了低压直流驱动高亮度有机电致发光器件;1990年Burroughes 等人[2]以聚对苯乙烯(PPV )为发光层材料制成了聚合物高分子EL 器件,从而使有机EL 的应用得到进一步的发展。目前,有机EL 器件的发光效率以及发光寿命等方面已经达到实际应用的要求[3,4]。但是,器件的制备以及材料的单一性仍制约着有机EL 的广泛应用。所以,开发具有更好性能的材料是有机EL 发展中的长久任务之一。 用于有机EL 的材料首先应满足以下条件:(1)材料易形成致密的非晶态膜且不易随时间的变化而变化;(2)材料具有固态下的荧光性,热稳定性好,良好的电子输入和传输功能等。有机EL 材料可分为三大类:(1)有机共轭聚合物材料。包括聚苯乙炔、聚噻吩、聚咔唑以及其衍生物等。(2)以香豆素和诺丹明为代表的有机荧光染料。(3)有机金属有机配合物材料。此类材料是稳定的五元环或六元环内络盐结构,为电中性,配位数饱和,是应用最早的电致发光材料之一,也是目前研究最多的一类材料[5,6]。本文根据发光机制的不同从配体发光的配合物,中心原子发光的配合物两方面就近年用于有机EL 的有机金属配合物材料做一综述。 1 受中心原子微扰的配体发光的有机配合物 发光材料 Alq 3(F 21)最早应用于分析化学。1987年,Tang [1]首次将其用于有机EL 器件的研制中并获得成功,在10V 直流电 压驱动下的发光亮度高达1000cd ?m -2。Alq 3是二齿配位的 螯合物,具有稳定的五元环结构,熔点高、性能比较稳定。通常用作电子传输材料或发光材料,是目前最有效的绿光材料。其电致发光谱峰在520nm 左右。对Alq 3进行分子轨道成分分析表明[7],Al 的d 轨道对电子光谱的贡献极小。即Alq 3的光电性能与金属原子关系不大,而配体对其的稳定性及光谱性能起决定性作用。依据此结果计算机可模拟出不同取代基喹啉衍生物的配合物。实验也证明,通过配体修饰,得到了性能不同的材料。例如,引入取代基如甲基[如Almq 3(F 22)],卤素[如Alq 32Cl (F 23) ],硝基(如Alq 32NO 2),氰基 (如Alq 32CN )[8,9]等,改变了材料的成膜性,热稳定性或是 延长了器件的寿命,但是它们的发光波长并没有太大的变化。 由于各配体的供电子能力的不同,导致发光的π32 π跃迁的能量发生改变,所以可得到不同发光颜色的新材料,同时还改变发光器件的驱动电压和发光亮度。以22甲基282羟基喹啉、2,42二甲基282羟基喹啉为配体,由于这类化合物2位的位阻效应,使这些化合物不能形成稳定的类似于Alq 3的1∶3配合物结构。而用苯酚类化合物替换其中一个22甲基282羟基喹啉配体,可以得到另一类的铝配合物材料(F 24,F 25)。经测定,此类配合物的发光波长有紫移现象(见表1),为进一步研究蓝光材料提供了借鉴(如表1)。
稀土聚合物发光材料 李建宇 (北京工商大学化工学院 北京 100037) 摘 要 近年来稀土聚合物发光材料显现出广泛的应用前景,它主要包括两类材料:稀土配合物-聚合物发光材料和长余辉发光塑料。本文介绍掺杂型稀土配合物-聚合物材料用于有机电致发光和荧光塑料的研究状况;评述键合型稀土配合物-聚合物发光材料的几种合成方法;并对长余辉发光塑料作简要概述。 关键词 稀土 聚合物 复合材料 发光材料 由于稀土元素具有独特的电子层结构,稀土化合物表现出许多优异的光、电、磁功能,尤其是稀土元素具有一般元素所无法比拟的光谱学性质,稀土发光材料格外引人注目。稀土发光材料广泛应用于照明、显示和检测三大领域,形成了工业生产和消费市场规模,并正在向其他新兴技术领域拓展,因而稀土聚合物发光材料应运而生,目前它主要分为两类:稀土配合物-聚合物发光材料和长余辉发光塑料。 1 稀土配合物-聚合物发光材料 稀土配合物在发光与显示领域表现出独特的荧光性能,但是往往又因其自身固有的在材料性能方面的缺陷限制了它的应用。制成发光稀土配合物-聚合物复合材料,可以改善它的应用性能,拓宽它的应用范围。制备方法分为两种:掺杂法和键合法。前者实用、简便,但稀土配合物与高分子基质之间相容性差,不可避免地出现相分离和荧光猝灭等现象;后者克服了掺杂型材料中稀土配合物与高分子基质亲和性小、材料透明性和力学性能差等缺点,为获得宽稀土含量、高透光率的稀土高分子功能材料提供了可能,但制备工艺比较复杂。 111 掺杂型稀土配合物-聚合物发光材料 掺杂型稀土配合物-聚合物发光材料,即是直接将发光稀土配合物作为添加成分掺杂于高分子基质中,大多数稀土聚合物发光材料都是这样制备的,在许多领域得到应用。 11111 有机电致发光材料 有机电致发光(organic electroluminescence,OE L) 是目前国际上的一个研究热点,它具有高亮度、高效率,低压直流驱动,可与集成电路匹配,易实现彩色平板大面积显示等优点。人们预言,不久的将来,OE L 将取代无机电致发光和液晶显示的地位,使平板显示技术发生革命。稀土配合物的发射光谱谱带尖锐,半高宽度不超过10nm,色纯度高,这一独特优点是其他发光材料所无法比拟的,因而有可能用以制作高色纯度的彩色OE L显示器。然而,以小分子稀土配合物作为OE L器件的发光层材料存在一个显著缺陷:真空蒸镀成膜困难,器件制备工艺复杂,在成膜和使用过程中易出现结晶,使层间的接触变差,从而影响器件的发光性能和缩短器件的使用寿命。因此,经常将配合物与导电高分子(如聚乙烯咔唑,PVK)掺杂后采用旋涂的方法来制备发光层。为了保证掺杂均匀,须将稀土配合物和PVK共溶于易挥发的有机溶剂(如氯仿)。Zhang等以氯仿为溶剂,将Tb(AH BA)3 (AH BA为邻氨基24十六烷基苯甲酸)掺杂于PVK制备发光层,获得了良好的成膜性能和较为理想的发光亮度。董金凤等将红色荧光配合物Eu(TT A) m (TT A 为α2噻吩甲酰三氟丙酮)与PVK共混,制备单层器件,发光层成膜性能得到改善,器件的稳定性得到提 高。如果直接用Eu(TT A) m制成单层器件,则不能产生电致发光,这是由于配合物的成膜性能差,无法形成均匀致密的薄膜,施加电压后存在很大的漏电流。 陶栋梁等报道了将Tb(aspirin) 3 Phen(aspirin为乙酰水 11 2005年第5期 中国照明电器 CHI NA LIG HT&LIG HTI NG
太原理工大学博士研究生学位论文 目录 摘要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. V 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 有机磷光过渡金属配合物 (1) 1.2.1 有机磷光过渡金属配合物的种类、光致发光原理 (1) 1.3 有机磷光铱(III)配合物 (2) 1.3.1 有机磷光铱(III)配合物的结构、合成方法及种类 (2) 1.3.2 有机磷光铱(III)配合物的光致发光原理 (5) 1.4 有机磷光铱(III)配合物在OLED中应用研究进展 (7) 1.4.1 有机磷光电致发光原理与器件结构 (7) 1.4.2 有机电致发光的性能参数 (8) 1.4.3 绿光有机磷光铱(III)配合物 (10) 1.4.4 蓝/深蓝光有机磷光铱(III)配合物 (12) 1.4.5 红光有机磷光铱(III)配合物 (14) 1.4.6 黄/黄绿光有机磷光铱(III)配合物 (17) 1.4.7 近红外光有机磷光铱(III)配合物 (19) 1.5 有机磷光铱(III)配合物在生物成像与传感中应用研究进展 (21) 1.5.1 生物成像传感基本原理及基于铱(III)配合物生物成像与传感 (21) 1.6 研究目的和研究内容 (26) 1.6.1 研究目的 (26) 1.6.2 研究内容 (26) 参考文献 (28) 第二章氟原子/三氟甲基调控基于喹啉黄光磷光铱(III)配合物及其电致发光 (41) 2.1 引言 (41) i
稀土元素 稀土配合物研究进展稀土元素包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)这15种镧系元素以及与镧系元素密切相关的钪(Sc)和钇(Y)，共17种元素。根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外划分为三组：La-Nd为轻稀土，Sm-Ho为中稀土，Er-Lu加上Y为 重稀土。稀土离子发光具有线性、不重叠的和可辨认的发射谱带，更特殊的是它们比有机荧光团和半导体荧光纳米晶体（NCS）的谱带宽度更窄。这是由于发射激发态和基态具有相同的fn电子结构，并且f轨道被外层的s和p层电子所屏蔽。同样的原因，稀土离子的发射波长不受环境影响，不像有机荧光团，它们会随溶液性质[3]或pH值而改变发射波长。镧系稀土离子在可见和紫外光谱范围内具有很小的吸收系数，故无机稀土发光材料的发光强度低。有些有机配体吸光系数比较高，与稀土离子配位后，配体分子（天线） 在靠近稀土离子的位置使其敏化，通过天线效应提高了稀土离子的发光强度，这种有机稀土发光材料成为人们研究的重点。羧酸是合成稀土配合物的一类常用配体。羧基可以多种方式与稀土离子络合，同时具有芳香环的羧酸类配体，它们在结构上具有刚性和稳定性，已被广泛用于稀土离子配位聚合物的研究稀土配合物的配位特性 稀土配合物的配位特性 配体中含有负电荷的氧原子时，一般可以形成较稳定的稀土配合物。N-酰化氨基酸 一般以阴离子形式通过羧基氧与稀土离子配位，而氨基中氮与酰基中氧都不参与配位[4]。对于稀土离子来说，H2O也是一种很强的配体，与稀土离子的络合能力比较强。在选择配体时，不能选择比水配位能力弱的配体，因为水会与配体竞争配位，因此要选择在极性比较弱的溶剂中反应。而含有羧基的配体与稀土离子配位后可以在水溶液中析出相应的稀土配合物，但是这种稀土配合物往往会含有配位水分子，而含配位水的稀土配合物的脱水是非常困难的[5]。 稀土配合物中稀土离子的配位数一般比较高，主要是由稀土离子较大的半径和以离 子型为主的键型特点决定的。当稀土离子与配体的相对大小合适的情况下，形成的稀土 配合物中的稀土离子一般都是八或者八以上配位的。配合物中稀土离子的价态一般为正三价，含有的正电荷较高，如果从电中性的角度看，为了满足电中性，稀土离子也容易形成较高配位数的比较稳定的稀土配合物。弱碱性的配位原子如含N原子的联吡啶和邻菲啰啉等中性配体，它们作为第二配体时，也可以与稀土离子配位[5]。。 稀土有机配合物在光伏器件中的应用
科研训练报告 题目：蓝光Ir(ppy)2(pic)衍生物的发光机制的理论研究 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 2013年7月23
一、主要训练内容 本次科研训练分为两个阶段。第一阶段是有关计算化学基础入门知识的学习以及Gaussian和GaussView软件的学习和应用。在这一阶段中，首先以甲醛为例，利用Gaussian和GaussView软件，练习了分子结构模型的建立、结构的优化和分子光谱模拟的方法。然后又通过乙烷分子内旋转过程，氨的伞形翻转过程以及气相中氯代乙烷分子内消去HCl的过程，练习了模拟化学反应机理和过渡态计算的基本过程和方法。第二阶段为Ir配合物分子结构和分子光谱的模拟和性质研究。第二阶段为本次训练的主要内容，调研和阅读了与此相关的一些研究文献和计算分析了一个潜在的蓝光材料。本训练报告即为此研究结果。 二、前言 有机电致发光（electroluminescence，EL）是由电能激发有机材料而放光的现象，它早在60年前就已被发现。由于缺乏应用在显示器件上的功能，长久以来，这种电致发光现象一直都不能引起广泛的注意[1]。1987年美国柯达公司的Tang[2]等人采用三（8-羟基喹啉铝）(Alq3)作为发光材料和电子传输材料，二苯基胺衍生物作为空穴传输材料，得到高亮度EL器件，被认为是EL领域的第一个里程碑。自此，学术界和产业界掀起了有机发光二极管(OLED)研究的热潮。 与传统的无机阴极射线发光相比，有机电致发光器件具有低电压、低电流驱动、平板型、高亮度、高效率、容易得到各种发光颜色、可全彩色大面积显示、可与集成电路驱动电压相匹配等优点，这些主要特征使得OLED在满足平板显示器的应用上显得非常突出，具有广阔的应用前景[3]。由于它拥有超越液晶显示器(LCD)的显示特性与品质，极可能成为下一代的主流平板显示器。因此，基于有机材料来设计和制作电致发光器件己成为当前国际上的研究热点之一。 有机金属配合物作为有机电致发光材料具有独特的优势，如高亮度、高效率、发光颜色覆盖面宽等，尤其是近几年迅速发展起来的过渡金属配合物磷光材料是一种很有潜力的材料。 不同于传统的有机小分子和共轭高分子材料，过渡金属配合物可以同时获得单线态和三线态激子，实现理论上最大的内量子效率为100%[4,5]。通常在磷光材料中存在着磷光辐射跃迁与热活性的非辐射跃迁的竞争，因此，要得到高效的室