3  有机光电材料光谱及其相关原理   

光谱（spectrum），全称为光学频谱。当含有不同波长电磁波的光束经过色散器件（如光栅、棱镜等）分光后，将其按照波长大小依次排列在横坐标；然后根据不同的实验所需，将各个波长对应的特征强度，一一对应的表现成纵坐标量。通过对不同光谱的研究，可以研究不同物质与电磁波之间的相互作用，从而得到原子、分子等的微观结构、性质及其反应过程。文献综述

3。1 光激发态 

分子由原子构成，有不同的电子能级，其中低能量能级由电子所填充，能量相对更高处为空置轨道。。分子状态为基态时，就是分子中电子最高的填充能级为HOMO的时候。处于基态的有机分子能够吸收能量，如发生光激发时，电子会处于高能状态，发生受激跃迁，产生激发态。激发态分子会在分子内与分子间产生电子跃迁，伴随着能量的变换。适当能量的光子激发基态的电子到了LUMO时，在LUMO的电子与电子离开HOMO能级后形成的空穴产生一定的库仑吸引力，这个力的作用使得该激发态电子趋于稳定，形成了第一激发态。在有机材料中，去掉第一激发态以外的激发态会在ps级时间内进行内转换过程，通过非辐射振动热能的方法衰减到第一激发态，所以它们的寿命都比较短。

有机物的发光从微观角度看，是激发态有机分子回到基态的过程中产生的辐射跃迁现象。通常情况有机物分子内的电子都是成对存在的，根据Pauli不相容原理，占据同一轨道上的两个成对电子具有方向相反的自旋状态，所以电子的净自旋,其多重性,这个分子所处的电子状态叫做单线态，表示作。光致激发的过程中，因为电子跃迁到激发态必须要保持自旋守恒，而基态分子一般为单线态的，所以产生的激发态为单线激发态。如果电子跃迁到激发态的时候自旋方向改为与原来方向相反，便产生了两个自旋方向不能配对的电子，电子净自旋S不再等于0，而是，其多重性,这时的受激态称为三线激发态。第一单线态的寿命在～之间，第一三线态的寿命在～之间，这两种激发态的寿命都相对较长。

3。2 吸收与光致发光

光照射到材料上后，会被材料吸收，基态的有机分子会在吸收能量后变成激发态，这个过程叫做吸收；与之相对应，吸收了光能的有机分子随着光辐射而能量减少叫做发射。材料收到光激发后发光的过程称为光致发光。通过实验检测材料绘制出光致发光光谱，可以据此分析出材料的电子结构，这种方式不需要接触样品，所以不会损伤或者改变原材料。

吸收了光能的激发态电子回到自己的热平衡态时，能量会通过发光与其他非辐射的方式释放。光致发光辐射光能量的多少与激发态和平衡态这两态之间的能级差值的大小有着直接的关系；并且辐射过程对于整个能量释放过程贡献的比例也直接影响着发光辐射能量的多少。有机材料的发光根据可以分为不同的两种，（1）荧光（fluorescence ）：发射的开始能级状态与其结束能级状态的多重性是一样的发光叫做荧光；（2）磷光（phospho-rescence）：光发射的开始能级状态与结束能级状态的多重性是不一样的发光叫做磷光，从第一单线态S1到基态单线态T1的发光就是荧光；而从第一三线态到基态单线态的发光就是磷光。因为大多数有机材料的基态为单线态，所以发光一般都是从第一单线态到基态的过程，即单线态激子发出荧光；而三线态激子则一般认为会发出磷光。图3。1即为两不同发光辐射过程的区别。发荧光是可以跃迁过程，遵守泡利不相容原理，因此寿命相对较短，一般是级；发磷光是禁止自旋的跃迁过程，所以寿命相对较长，一般会大于。 一般有机物分子在室温时只能发生荧光发光，但是当单线态和三线态之间的自旋轨道发生耦合后，可能使磷光发光可以发生。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-