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氟代三（8-羟基喹啉）铝的合成和性能研究

作　者: 施跃文
导　师: 陈红征；施敏敏
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 三(8-羟基喹啉)铝 氟取代 发光行为 荧光量子效率
分类号: O627.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本论文首先设计制备了5种取代的三（8-羟基喹啉）铝的衍生物:三（5-氟-8-羟基喹啉）铝（5FAlq3）,三（6-氟-8-羟基喹啉）铝（6FAlq3）,三（7-氟-8-羟基喹啉）铝（7FAlq3）,三（6,7-二氟-8-羟基喹啉）铝（6,7DFAlq3）和三（5-氯-8-羟基喹啉）铝（5ClAlq3）,对它们的合成路线进行了优化,大大缩短了反应时间,并通过核磁、质谱和元素分析等方法表征了产物的化学结构和纯度。 研究了获得的5种取代三（8-羟基喹啉）铝衍生物溶液和固体薄膜中的发光行为,发现通过不同位置的氟取代可对Alq3的发光性能进行调控。和Alq3相比,5位氟代的Alq3衍生物（5FAlq3）吸收峰和发射峰发生红移,且溶液中荧光量子效率急剧下降;6位氟代的Alq3衍生物（6FAlq3）吸收峰和发射峰发生蓝移,且溶液中荧光量子效率大幅增加;而7位氟代的Alq3衍生物（7FAlq3）吸收峰和发射峰则无明显变化,溶液中的荧光量子效率略有下降。由于溶剂化作用,各种Alq3衍生物在不同溶剂中的荧光量子效率不同。薄膜中的发光行为和在溶液中的比较接近,只是由于固体中分子间的相互作用,吸收和荧光光谱略有红移。 通过循环伏安测试表征了各种Alq3衍生物的能级结构,并且用量子化学模拟计算了氟代Alq3的能级电子云分布,发现不同位置氟原子取代对Alq3的LUMO和HOMO能级电子云的分布有很大的影响。其中5位取代的氟原子参与了喹啉配体的共轭,推测氟原子的共轭作用增加了配体和中心铝原子的作用,增加了电子隙间窜越的几率,造成了更多的能量损失,从而引起5FAlq3荧光量子效率的降低。声光测试证实了不同的氟代Alq3衍生物由非辐射跃迁损失的能量确实是不同的,从而支持了以上的推论。 用SEM和AFM研究了氟代Alq3衍生物真空蒸镀薄膜的形貌,发现均为无定型薄膜,即使提高基片温度也对薄膜形貌没有影响,XRD也表明薄膜中的样品为非晶。。说明氟代对Alq3化合物的薄膜形貌影响很小,这对电致发光是有利的。 对氟代Alq3衍生物OLED器件性能进行了初步的研究,发现不同位置的氟取代确实能调控Alq3的发光光谱,但是器件的发光效率还需进一步优化。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章 文献综述  7-25
  1．1 有机电致发光器件研究进展  7-8
  1．2 有机电致发光的物理过程  8-11
    1．2．1 有机半导体材料的发光过程  8-9
    1．2．2 有机电发光器件的发光机理  9
    1．2．3 有机电致发光器件的发光效率  9-11
  1．3 有机电致发光器件的结构  11-13
  1．4 有机电致发光器件的效率和寿命的提高  13-17
    1．4．1 发光效率的提高  13-16
    1．4．2 器件寿命的提高  16-17
  1．5 三(8-羟基喹啉)铝  17-24
    1．5．1 配体修饰  17-19
    1．5．2 引入第二类配体  19-21
    1．5．3 高分子化  21-22
    1．5．4 其它修饰  22
    1．5．5 聚集态的研究  22-24
  1．6 课题的提出和意义  24-25
第二章 氟代8-羟基喹啉和氟代三(8-羟基喹啉)铝衍生物的合成  25-38
  2．1 5Fq的合成和结构表征  26-29
  2．2 6，7DFq的合成和结构表征  29-31
  2．3 6Fq的合成和结构表征  31-33
  2．4 7Fq的合成和结构表征  33-34
  2．5 5FAlq_3的合成和结构表征  34
  2．6 6FAlq_3的合成和结构表征  34-35
  2．7 7FAlq_3的合成和结构表征  35-36
  2．8 6，7DFAlq_3的合成和结构表征  36
  2．9 5ClAlq_3的合成和结构表征  36-38
第三章 氟代Alq_3衍生物的发光行为  38-54
  3．1 氟代Alq_3衍生物的溶液吸收光谱  38-39
  3．2 氟代Alq_3衍生物的溶液荧光光谱  39-43
  3．3 氟代Alq_3衍生物的薄膜吸收光谱和荧光光谱  43-45
  3．4 氟代Alq_3衍生物在不同基片温度下沉积薄膜的吸收光谱和荧光光谱  45-48
  3．5 氟代Alq_3衍生物的电子结构和能级结构  48-51
  3．6 氟代Alq_3衍生物的声光测试  51-52
  3．7 小结  52-54
第四章 氟代Alq_3衍生物的聚集态研究及其OLED的发光性能  54-65
  4．1 氟代Alq_3衍生物的热稳定性  54-56
  4．2 氟代Alq_3衍生物的薄膜形貌  56-58
  4．3 氟代Alq_3衍生物的XRD图  58-60
  4．4 氟代Alq_3衍生物薄膜的亲疏水性  60
  4．5 器件的结构和性能  60-64
  4．6 小结  64-65
结语  65-66
参考文献  66-73
附录1 测试仪器及制样方法  73-74
附录2 发表文章  74-75
致谢  75

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 元素有机化合物 > 第Ⅲ族元素有机化合物
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