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近年来,电致发光聚合物的分子设计、合成及聚合物发光机理和EL器件的研究成为最具有活力的研究领域。聚对苯乙炔(PPV)不仅是一种导电高分子材料,同时也是一种性能良好的电致发光材料。由于PPV自身难溶于有机溶剂,使其应用受到限制。因此在共轭主链上引入不同的给、吸电子取代基以改变其能隙(Eg)及电离势(IP)—亲合势(EA)的大小,同时改善其溶解性,改变其发光颜色,提高发光效率等是科研工作者的研究热点。 本文对实验上合成的一系列PPV衍生物的几何结构、电子光谱等进行理论研究。采用半经验AM1方法优化体系的几何结构,在此基础上,对典型的聚合物采用EHMACC程序计算能带结构,讨论烷氧基(-OR)和氰基(-CN)取代对PPV类电致发光聚合物光、电性质的影响。计算结果表明:给电子基团(-OR)取代升高了聚合物的HOCO能级,减小了电离势;而吸电子基团(-CN)取代降低了LUCO能级,增大了电子亲合势,两者都使聚合物能隙降低,同时使聚合物的导电类型由PPV的p型转变成CN-PPV的n和p兼容型。该结果解释了MEH-PPV和CN-PPV光谱的红移及CN-PPV高的电致发光效率,为设计新型、高效PPV类电致发光聚合物作了理论准备。 时间依赖的密度泛函方法是目前计算吸收和发射光谱的新方法。实验表明,甲氧基取代的PPV类低聚物的可溶性随甲氧基和乙烯基连接处的顺式结构的增加而增加,采用TD-DFT方法计算了实验上合成的2,5-dimethoxy-1,4-bis[2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)ethenyl]benzene(缩写MPV)三个同分异构体的电子结构及吸收和发射光谱。结果与实验值符合得很好。