摘 要：采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法在6-31G*基组水平下研究了含有中氮茚的有机金属配合物的几何结构、前线分子轨道、电子吸收光谱和单三态能差。结果表明，体系中喹啉环比吡啶环具有更强的吸电子能力，与金属无关。金属Ni、Zn置换金属Pd、Pt后，体系的电子结构明显变化。激发态能量计算表明，通过调节给受体取代位置可以得到热延迟荧光分子。79662

关键词：有机金属配合物、中氮茚、前线分子轨道、电子吸收光谱、密度泛函理论 热延迟荧光分子

Abstract: The structure, frontier molecular orbital, electronic absorption spectrum and single-triple state energy difference of organic metal complex which contains Indolizine were investigated by density functional theory (DFT) on B3LYP/6-31G* level of theory。 The results show that no matter how the metals display, in the system, the ability of withdrawing electrons in quinoline ring more than in pyridine ring。 And in the use of metals Nickel, Zinc replace metals Palladium and Platinum, the system changes significantly。 In addition, the excited state energy calculation suggest that Indolizine Zn complexes be good candidates as thermally activated delayed fluorescence molecules by modifying substituent positon of donor or acceptor group。

Keywords: organic metal complex, Indolizine, frontier molecular orbital, electron absorption spectroscopy, density functional theory, thermally activated delayed fluorescence

目   录

1 前言 3

2 计算方法 4

3 结果与讨论 4

3。1 几何结构 4

3。2 前线分子轨道 4

3。3 电子吸收光谱 6

3。4金属 Zn体系TADF分子的配体修饰设计 7

结论 9

参考文献 10

致  谢 11

1 前言

近年来，随着有机金属配合物在发光器材上的使用，有机发光二极管[1]（organic light-emitting diodes，OLEDs）在平板显示，固态照明，激光扫描等领域发挥着越来越重要的作用。但在传统OLED分子的研究中，由于形成单线态激子的几率与形成三线态激子的几率之比为1:3，因此荧光分子掺杂的OLED论文网只能利用单线激发态产生的荧光，其电致发光（electro luminescent，EL）的内量子效率受到限制，最高只能达到25%。而磷光分子的EL过程中由于重金属的存在可以打破三线态自旋禁阻（spin forbidden）的限制，因此，可以利用三线态的发光提高电致发光效率，理论上可以达到100%[2]。然而，重金属如钯（Pd），铂（Pt），铱（Ir）等不仅价格昂贵，而且极难得到，很难实现商业化。寻找便宜易得的金属来代替贵重金属是一种有效方法。另外，日本科学家Chihaya Adachi及其团队[3]利用热活性延迟荧光[4]（thermally activated delayed fluorescence，TADF）材料，将三线态激子受热后“激励”成单线态后发光，理论上也实现100%发光。而获得高效TADF的条件是三线态（T1）和单线态（S1）的能量差ΔEst在0。1eV以下[5]（一般荧光材料的ΔEst在1eV以上），并且分子形状不容易改变。而要降低ΔEst则需要尽量减少电子轨道中的HOMO，LUMO电子云重叠，这可以通过改变分子设计来控制。文献综述

最近，的有机金属配合物作为OLED的磷光材料相继问世，作者Misumori及其团队[6]成功合成了基于中氮茚[7]含Pt，Pd的有机金属配合物，并且对其晶体结构，光物理性质，作为发光器件的效率等性能都作了详尽的研究，而本文在其基础上通过镍（Ni），锌（Zn）两便宜金属置换其中的贵重金属Pd，Pt，并通过添加配体[8]来实现TADF分子预测的设计。设计的体系详见图1。