电荷转移和能量转移广泛存在于天然和人工合成体系中。其中，光合作用中涉及到多个生色团间的相互作用，从而存在着复杂的能量转移与电子转移的过程。一直以来，研究人员关注解析这一过程，并不断设计合成人工体系来实现高效利用太阳能。近年来，多枝化分子以其优良的光电特性受到研究人员的青睐，因此，多枝化分子的电荷转移、能量转移机理的深入研究对设计合成应用都有促进作用。分子结构与功能的关系，周围环境对分子电荷转移、能量转移的影响都是机理解析的关键。　　针对以上问题，我们通过光谱学方法结合量子化学计算，以具有电子推拉特性的超枝化分子为研究对象，研究共轭桥连结构、电子给体-受体强度以及分子共轭长度对电荷转移特性的影响规律。针对此，我们选取了八极分子体系，研究了不同的分子结构对其激发态过程特别是双光子性质的影响。另选取了二氢茚并芴衍生物，研究了不同强度的电子给体对发光性能的影响。此外，针对分子间存在能量转移过程的苯间位取代体系，我们研究了结构涨落造成的分支间的能量转移过程。取得的主要创新成果如下:　　(1)三聚咔唑八极分子的光物理特性研究:基于三聚咔唑分子的八极分子表现出优良的双光子吸收特性，利用稳态和瞬态光谱以及量化计算的方法对基于三聚咔唑（TAT）的八极分子(DA3)的光物理性质进行了系统的研究。研究结果阐明了这一体系的激发态电荷转移特性与双光子吸收截面之间的关系:三聚咔唑作为一个平面化的强电子给体，连接不同的电子受体所形成的八极分子发生了从富电子的中心基团到缺电子的周围基团的分子内电荷转移，这一光致分子内电荷转移特性令这一类分子体系表现出良好的双光子吸收性质，其双光子吸收正比于跃迁偶极矩（Mge）以及激发态与基态的偶极矩差值(△μge)的平方。在不同极性的溶剂中的稳态荧光峰位置随着溶剂极性增加有很明显的红移，表明激发态分子具有偶极性性质。溶剂化和激发态动力学的结果表明该分子体系的激发态趋向于形成定域在其中一个偶极分支上，这有利于获得更大的Mge和△μge，因此导致分子双光子吸收截面的增强。　　(2)电子给体强度对二氢[2，1-c]茚并芴酰亚胺染料分子的光物理性质的影响:二氢[2,1-c]茚并芴酰亚胺染料分子以酰亚胺作为电子受体，苯环或苯胺作为电子给体，两者不同强度的给电子能力使得其光物理性质有所不同。在此文中，我们认为可能存在局域激发和电荷转移态杂化成的新的最低激发态。苯胺的强给电子能力，导致杂化态中的电荷转移特征较大，导致较大的Stokes位移及溶剂极性导致的荧光猝灭。量化计算中通过对第一激发态的空穴-电子重叠积分和电荷转移长度的计算也验证了这一点:重叠积分小，相应的电荷转移长度要更长。而对于苯充当弱电子给体的分子中，我们观测到了相对稳定且高的荧光量子产率，并且荧光峰仅仅有50nm左右的移动（从环己烷到乙腈）。时间分辨光谱结果显示，溶剂导致ICT态的稳定，使具有强电荷转移特征的分子的激发态在几个皮秒内迅速到达溶剂诱导的稳定ICT态，这一能量的损耗导致荧光量子产率的猝灭，也抑制了系间窜越。而对于弱电荷转移分子，溶剂化作用明显减弱，导致大约200ps的结构弛豫的存在，有利于辐射跃迁，同时也使系间窜越的机会更大。　　(3)间位取代苯乙炔多枝化分子的激发能量转移:利用稳态和飞秒瞬态光谱研究了含有两个或三个吡咯并吡咯二酮(DPP)生色团的多枝化分子（TADPP2-TT和TADPP3）的光谱特性和激发态的能量转移。研究结果表明由于间位苯乙炔取代，分子体系共轭结构被破坏，多枝化分子的激发态定域在其中一个DPP单元上。同时DPP单元之间的长距离以及侧链基团的位阻效应减弱了分枝间的相互作用，具有小的转动能垒的桥连炔键也进一步削弱了这一相互作用。量子化学计算表征了分子中枝与枝间的弱相互作用，结果表明前线分子轨道的计算结果显示中心苯乙炔打破了枝间的共轭连接。激发态的动力学研究表明，激发能量转移发生在皮秒时间尺度，这来源于弱的非相干能量转移机制。