有機(jī)光電材料課件

有機(jī)光電材料有機(jī)光電材料非線性光學(xué)材料

4光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識

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光致變色材料2電致發(fā)光材料3有機(jī)光電材料內(nèi)容簡介非線性光學(xué)材料4光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識1光致變色材料光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識有機(jī)光電材料光能電能有機(jī)光電材料：具有光電轉(zhuǎn)換功能的有機(jī)材料。電致發(fā)光材料的研究技術(shù)趨于成熟，投入生產(chǎn)。光電轉(zhuǎn)換材料還處在研究階段。光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識有機(jī)光電材料光能電能有機(jī)光電材料：電致基態(tài)：電子基態(tài)、振動基態(tài)、轉(zhuǎn)動基態(tài)激發(fā)態(tài)：電子及振動激發(fā)態(tài)、單重態(tài)、多重態(tài)分子對光的吸收：△E=hν基本概念光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識基本概念基態(tài)：電子基態(tài)、振動基態(tài)、轉(zhuǎn)動基態(tài)激發(fā)態(tài)：電子及振動激發(fā)態(tài)、在吸收光子躍遷時分子的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，否則是禁阻的。原子核振動頻率一般在4000cm-1以下，振動一次折合時間為1.2×1014→10-14s。電子在躍遷過程中，自旋角動量守恒，即電子的自旋狀態(tài)不發(fā)生變化，S0→S1、S0不躍遷T1、T0→T1由對稱→反對稱或由反對稱→對稱的躍遷是允許的。吸收選律Frank-Condon原理

角動量守恒

軌道對稱性匹配

光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識在吸收光子躍遷時分子的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，否則是禁阻的。原子光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識激發(fā)態(tài)行為

光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識激發(fā)態(tài)行為光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識光化學(xué)反應(yīng)

光環(huán)合反應(yīng)在光的頻率達(dá)到其激發(fā)波長時才能發(fā)生。光化學(xué)反應(yīng)中趨向于生成穩(wěn)定性差的產(chǎn)物。環(huán)合反應(yīng)

雙鍵異構(gòu)化反應(yīng)

丁二烯，在吸收200nm左右的紫外光時才可發(fā)生上面的關(guān)環(huán)反應(yīng)，但在丁二烯中加入少量丁二酮時，則可以發(fā)生光致二聚反應(yīng)。其中把丁二酮稱為敏化劑。作為敏化劑的條件：1、系間穿越效率高，多為酮類化合物。2、T1壽命長，10-6s以上。3、敏化劑D(T1)能量大于A(T1)10kJ/mol以上。4、敏化劑在反應(yīng)條件下是穩(wěn)定的，不參與反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識光化學(xué)反應(yīng)光環(huán)合反應(yīng)在光的頻率達(dá)到其激發(fā)光致變色材料

光致變色定義

化合物在一定波長的光照射下進(jìn)行特征反應(yīng)，獲得產(chǎn)物B，由于其結(jié)構(gòu)的變化，B的吸收光譜與A有明顯的不同，B在另一波長的光照射下或熱的作用下，可恢復(fù)到原來的A，則稱A為光致變色材料，A又稱為雙穩(wěn)態(tài)分子。光致變色材料的兩個特征：1.光致可變；2.可逆。光致變色材料光致變色定義化合物在一定波長的光照射下進(jìn)行特通過化學(xué)鍵的異裂，形成正、負(fù)離子，分子發(fā)生結(jié)構(gòu)變化使吸收光譜發(fā)生變化。如：螺吡喃和螺噁嗪化合物

光致變色材料

類型鍵的異裂通過化學(xué)鍵的異裂，形成正、負(fù)離子，分子發(fā)生結(jié)構(gòu)變化使吸收光譜六苯基雙咪唑在光照下均裂生成自由基，產(chǎn)生顏色。光致變色材料

類型鍵的均裂六苯基雙咪唑在光照下均裂生成自由基，產(chǎn)生顏色。光致變色材料類型光致變色材料

周環(huán)反應(yīng)俘精酸酐

二芳基乙烯類型光致變色材料周環(huán)反應(yīng)俘精酸酐二芳基乙烯質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)

光致變色材料

類型水楊醛縮苯胺類希夫堿是一類易于制得的光致變色化合物，在光照射下，質(zhì)子由O原子轉(zhuǎn)移到N原子，顏色由黃色變?yōu)榻奂t。此類光致變色化合物穩(wěn)定性差，是一類快速響應(yīng)材料。質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)光致變色材料類型水楊醛縮苯胺類希夫堿是有哪些呢？研究實例光致變色材料

螺吡喃

First螺噁嗪

Second俘精酸酐系列Third有哪些呢？研究實例光致變色材料螺吡喃First螺噁嗪S光致變色材料

螺吡喃螺吡喃是有機(jī)光致變色材料中研究最早、最廣泛的體系之一，具有熱致變色現(xiàn)象。在光和熱作用下，螺環(huán)C-O鍵發(fā)生異裂，生成碳正離子和O-離子，然后經(jīng)重排得到各種平面共軛結(jié)構(gòu)，根據(jù)取代基不λmax=500-600nm。螺吡喃的耐疲勞性不好，主要原因是副反應(yīng)所致，例如氧化，降解等。螺吡喃在可見光照射下或暗處放置均可恢復(fù)到螺環(huán)狀態(tài)，其驅(qū)動力是正負(fù)離子吸引。螺吡喃不是雙穩(wěn)態(tài)分子。用2-亞甲基吲哚啉衍生物與水楊醛衍生物縮合而得光致變色材料螺吡喃螺吡喃是有機(jī)光致變色材料中研究最螺噁嗪

光致變色材料

螺噁嗪具有很高的光穩(wěn)定性和抗疲勞性。螺噁嗪的變色機(jī)理與螺吡喃類似，但它的有色體的壽命極短，最長的僅達(dá)秒級，短的只有幾微秒。由于系間穿越效率不同，螺噁嗪的分子結(jié)構(gòu)與螺吡喃相近，但光穩(wěn)定性有很大的差別（光降解速度前者為K=10-4，后者為K=10-1）。同時光穩(wěn)定性引起螺噁嗪的量子效率（大于90%）要比的螺吡喃高很多。2-亞甲基吲哚啉衍生物與鄰亞硝基芳香醇化合物縮合而得

螺噁嗪光致變色材料螺噁嗪具有很高的光穩(wěn)定性和抗疲勞性。芳香環(huán)的影響，把苯環(huán)換成雜環(huán)，可以提高生色體的熱穩(wěn)定性，原因是在呈色體中芳環(huán)被破壞，形成大的共軛體系，雜環(huán)的芳香性較苯環(huán)弱，所以熱穩(wěn)定性好。3－呋喃取代的俘精酸酐具有很好的光致變色性能，第一個已經(jīng)商品化的此類化合物就是3－呋喃取代的俘精酸酐，其具有很好的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性，已作為暴光表使用。俘精酸酐系列光致變色材料

通式：芳香環(huán)的影響，把苯環(huán)換成雜環(huán)，可以提高生色體的熱穩(wěn)定性，原因光信息存儲

服裝裝飾

防偽和鑒偽自顯影感光片照相設(shè)備

制成染料在陽光下顯示各種顏色或變成偽裝色。以俘精酸酐為主要材料的光盤樣品，在某一波長下，消色量子產(chǎn)率很小，而對光卻有較大的吸收。暴光表變色眼鏡用途光致變色材料

用途

光記錄材料分一次性和可擦寫型，光致變色材料屬可擦寫型，對用于可擦寫存儲材料的要求：a.雙穩(wěn)態(tài)分子。b.光寫入和擦除過程的高敏感性。c.良好的抗疲勞性。d.敏感波長與激光器的匹配。e.非破壞性讀出。美國市場上有機(jī)光致變色眼鏡已占變色鏡市場的90%，自動調(diào)光玻璃。。用有機(jī)光致變色材料可以制備非銀感光膠片，直接得到影像，再換一種光照射，可以復(fù)原。制成油墨，印刷防偽標(biāo)志，在特殊的光線下檢驗真?zhèn)巍９庑畔⒋鎯Ψb裝飾防偽和鑒偽自顯影感光片照相設(shè)備制光致變色材料的雙穩(wěn)態(tài)，原則上可適用于0、1雙進(jìn)制運(yùn)算的計算過程，所以在未來的光子計算機(jī)技術(shù)中，有機(jī)光致變色材料不僅在存儲元件，而且在運(yùn)算芯片中才有廣泛的應(yīng)用前景，有機(jī)一維導(dǎo)體，與適當(dāng)?shù)姆肿娱_關(guān)配合，可能制得存儲容量和計算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在硅芯片的計算機(jī)。生物大分子的生理活性與其特定的空間結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，其空間結(jié)構(gòu)的微小變化都可能引起生理活性的改變，所以把光