1 常州大学材料科学与工程学院 江苏省光电热能量转化材料与应用工程实验室，江苏 常州 213164
2 湘潭大学 化学学院，湖南 湘潭 411105
将烷基芴（Fluorene，FL）基团通过柔性烷基链连接到吡啶甲酸（Picolinic acid，pic）上，合成了辅助配体功能化的供体‐受体（D‐A）型铱配合物近红外电致发光材料（CH3OTPA‐BTz‐Iq）2Ir（pic‐FL）（TPA：Triphenylamine为三苯胺，BTz：Benzotriazole为苯并三唑，Iq：Isoquinoline为异喹啉）。通过对其紫外‐可见吸收光谱和光致发光光谱研究发现，由于主配体中强D‐A作用的CH3OTPA‐BTz结构，配合物具有强分子内电荷转移跃迁（Charge transfer transition，ICT）吸收峰和720 nm左右的光致发光峰。与此同时，（CH3OTPA‐BTz‐Iq）2Ir（pic‐FL）分子中柔性烷基链和高荧光量子效率芴基团的引入，可以提高材料光致发光效率，改善材料的溶解性能和器件成膜性能，提高电致发光效率。以配合物为发光掺杂剂制备的有机电致发光器件其最大发射峰位于722 nm左右的近红外区域，最大外量子效率（EQEmax）为0.92%，是其母体配合物（CH3OTPA‐BTz‐Iq）2‐Irpic器件效率的2.24倍（EQEmax为0.41%@723 nm）。
铱（Ⅲ）配合物 芴 供体-受体 近红外 电致发光 iridium（Ⅲ）complex fluorene donor-acceptor near infrared electroluminescence
1 信阳师范学院 化学化工学院, 河南 信阳 464000
2 有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 信息材料与纳米技术研究院, 江苏先进生物与化学制造协同创新中心, 南京邮电大学, 江苏 南京 210023
3 中国石油大学(华东) 理学院, 山东 青岛 266580
合成了一种具有深的HOMO (-6.15 eV)分子轨道和高三线态能级(T1, 2.82 eV)的新型化合物10-(2-螺-9,9′-氧杂蒽芴基)吩噻嗪(SFXPz)。因其宽的能带结构(Eg,4.22 eV)和深的HOMO能级而有望制备高效蓝色有机电致磷光器件。热重分析和差热扫描曲线表明, 该化合物具有良好的热稳定性(Td,259 ℃)和高的形态稳定性(Tg,206 ℃)。完全相互分离的HOMO和LUMO轨道有利于阻止分子内能量反转。SFXPz的紫外吸收峰分别位于230,260,292和310 nm左右; 其荧光光谱两个发射峰分别位于311, 324 nm左右。此外, 该化合物的分子结构经LC-MS、1H NMR和13C NMR进行了详细表征。
螺-9 9′-氧杂蒽芴 吩噻嗪 深HOMO 构效关系 空间位阻 spiro［fluorene-9 9′-xanthene］ phenothiazine deep HOMO structure-property relationships steric hindrance
1 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京 102249
2 中国石油大学(北京)理学院,北京 102249
在实验合成染料WD8的基础上,设计了一系列新型双供体结构的染料ME301-ME306； 并利用密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)和含时密度泛函理论(Time-dependent Density Functional Theory, TDDFT)进一步研究了其物理和电子性质,包括几何结构、IR光谱、吸收光谱和光捕获效率((Light Harvesting Efficiency, LHE)。结果显示,染料ME302中的供体芴基团是更有前途的官能团,特别是染料ME306与染料WD8相比,不仅具有较高的摩尔消光系数以及红移了50 nm, 而且覆盖整个可见光范围,具有较宽的吸收光谱。另外,染料ME306能够将电子有效地注入到TiO2导带中。这种新型双供体结构染料的设计可以为高效染料敏化太阳能电池的研究提供新的策略和指导。
双电子供体 芴基团 IR光谱 染料敏化太阳能电池 double electron donors DFT/TDDFT DFT/TDDFT fluorene IR spectrum dye-sensitized solar cell
1 天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384
2 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
设计合成了一种新型A-D-A含芴菲并咪唑和炔基基团的蓝光分子(FI), 采用紫外吸收、光致发光光谱和循环伏安对材料进行了表征, 发现该物质具有稳定的蓝光发射。采用旋涂的方法制备了非掺杂蓝光有机发光二极管, 器件的最大电流效率为1.52 cd·A-1,最大功率效率为0.63 lm·W-1.
芴的衍生物 湿法加工 蓝光OLED fluorene derivatives solution-processable blue OLEDs
1 宁波大学 材料科学与化学工程学院， 浙江 宁波315211
2 宁波大学 理学院， 浙江 宁波315211
3 湘潭大学 化学学院， 湖南 湘潭411105
合成了两种新型芴衍生物：2,7-二(3,5-二(三氟甲基)苯基)-9,9-二乙基芴(1)和2,7-二(4-氟苯基)-9,9-二乙基芴(2)。通过元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)以及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。化合物1属于单斜晶系，P21/c空间群；化合物2属于三斜晶系，P-1空间群。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了化合物的发光性能。结果表明：在CH2Cl2溶液和固态薄膜中，化合物1、2在350~400 nm波段有吸收峰，归属于π-π*电荷跃迁；化合物1、2的光学带隙Eg分别为3.31 eV和3.30 eV，并且均有强烈的蓝色荧光发射现象(激发波长为330 nm)，在二氯甲烷中的荧光量子效率分别为0.62和0.61，固态荧光寿命分别为6.39 ns和9.00 ns。
芴衍生物 合成 晶体结构 薄膜 光谱性能 fluorene-based derivatives synthesis crystal structure film spectroscopic properties
1 石家庄诚志永华显示材料有限公司 北京研发中心， 北京100084
2 河北省平板显示材料工程技术研究中心， 河北 石家庄050091
3 清华大学 化学系， 北京100084
通过Suzuki偶联反应将2,7-二溴-9,9-二辛基芴(Br-DOF)、2,7-二硼酸-9,9-二辛基芴(B-DOF)和4-(8-(2,7-二溴-9-辛基芴)辛氧基)-N-4-(7-(4-(二苯胺基)苯基)苯并噻二唑)苯基-二苯胺(Br-TAF)共聚，合成了白光聚合物PDOF-TAF。以PDOF-TAF为发光层，溶液旋涂制备了非掺杂型单层白光有机电致发光二极管，色坐标为(0.23,0.18)。通过插入电子传输层TPBI和空穴传输层PVK得到的白光器件发射光谱覆盖了410～700 nm区域，色坐标从(0.23,0.18)调整到(0.24,0.32)，亮度达到2 020 cd/m2，电流效率达到1.4 cd/A。实验结果表明，PDOF-TAF是一种很好的白光聚合物发光材料，在WOLED中将有很好的应用前景。
白光 芴 聚合物 白色有机电致发光 white emitter fluorene polymer WOLED
宁波大学 材料科学与化学工程学院, 浙江 宁波315211
合成了一种新型的芴类衍生物2,7-二(3-(氰基)苯基)-9,9-二乙基芴。通过元素分析、红外(IR)、核磁共振(1H NMR)以及X射线单晶衍射对其组成和结构进行了表征。结果表明该化合物属于正交晶系, P空间群, 晶胞参数: a= 1.380 0(3) nm, b=2.230 6(4) nm, c=0.726 33(15) nm, α=β=γ= 90°, V=2.235 8(8) nm3, Z =4, F(000)=896, μ=0.073 mm-1, S=1.013, R=0.046 9, wR=0.104 2。同时, 我们对该化合物的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱做了研究。在室温下, 当激发光波长为330 nm时, 该化合物的固态薄膜发射强烈的蓝色荧光, 其发射波长为408 nm。此芴类衍生物在CH2Cl2溶液中的荧光量子效率为0.64, 在固态薄膜中的斯托克斯位移为56 nm。该化合物有望成为一种优良的蓝色发光材料。
芴 合成 晶体结构 光谱性质 fluorene synthesis crystal structure spectroscopic properties
1 电子科技大学光电信息学院, 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 武汉大学化学与分子科学学院, 湖北省有机高分子光电材料重点实验室, 湖北 武汉 430072
3 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
对新型聚集荧光增强芴衍生物的溶液状态下的光致发光和紫外-可见吸收光谱进行了表征, 同时对比了其在丙酮/水混合溶液中的光致发光特性。 结果表明, 当水的体积比不断提高时, 芴衍生物的丙酮/水混合溶液的光致发光光谱辐照度增强, 这是由于该芴衍生物不溶于水, 使得材料形成聚集态, 导致聚集荧光增强; 同时, PL光谱发生蓝移, 这是因为溶液加水后形成芴衍生物的蓝色晶态聚集, 这种晶态聚集会导致光致发光光谱的蓝移, 并且晶态聚集越有序, 发射的波长越短。 另外, 新型芴衍生物分子是通过在芴基团上链接四苯基苯和三苯胺官能团, 具有抑制浓度猝灭及增强电荷传输能力, 因此作为发光层, 制得了非掺杂的有机电致发光器件。
芴衍生物 光致发光光谱 四苯基苯官能团 晶态聚集 有机电致发光器件 Fluorene derivatives Photoluminescence spectra Tetraphenyl-benzene functional groups Crystalline aggregation Organic light-emitting devices
1 宁波大学理学院 光电子技术研究所, 浙江 宁波315211
2 宁波大学 材料科学与化学工程学院, 浙江 宁波315211
采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料, 利用钯催化反应合成9, 9-二乙基-2, 7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP), 将DPFP与DNA-CTMA混合后, 旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量, 研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明, 薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP, 在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振; 样品在370, 386, 408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S10-S00、S10-S01和S10-S02能级的电子振动跃迁; 在785 nm激光激发下, 薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子, 随着金纳米粒子掺杂比的增大, DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此, 金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。
金纳米粒子 芴染料分子 表面增强拉曼散射(SERS) gold nanoparticle fluorene dye molecule SERS
1 河南大学物理与电子工程学院河南省光电信息材料与器件重点学科开放实验室, 河南 开封 475001
2 商水县第一高级中学, 河南 周口 466000
利用Heck反应合成了一种新型的共轭长链的芴类衍生物，研究了它的线性和非线性光学特性。测试了它在石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺（DMF）四种不同极性溶剂中的紫外吸收和荧光光谱特性，结果表明溶剂极性对新物质紫外吸收光谱和荧光光谱有一定程度的影响，随着溶剂极性的增加，吸收光谱和荧光光谱均红移。在激发波长为1064 nm皮秒激光器作用下，测试了新物质的光学非线性光限幅效应，结果显示其透射率随入射光强的变化呈现非线性降低，限幅效应明显。根据分析得出，此光限幅效应是由三光子吸收引起。通过数据拟合，得出了新物质的三光子吸收系数γ为5.4×10-21 cm3/W2及相应的三光子吸收截面3为7.3×10-77 cm6·s2。
非线性光学 三光子吸收 光限幅 芴衍生物
