N,N-B螯合物光物理性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了4种N,N-B螯合物 1 , 1 q, 2 和 2 q的基态和激发态结构、吸收和发射光谱、跃迁密度矩阵、分子内电荷转移特征、黄昆(HR)因子、Franck-Condon因子和电子耦合等光物理性质, 深入探究化合物 1 q和 2 q在几何结构微调后发光效率降低的本质原因. 计算结果表明, N,N-B螯合物中喹啉取代吡啶, 以及吲哚配体中N杂原子的引入对光物理性质产生了较大影响. 相比于化合物 1 和 2 , 化合物 1 q和 2 q由于共轭面的扩展导致HOMO-LUMO能隙变窄, 使吸收红移. 通过计算HR因子和跃迁密度矩阵对激发态的特征和几何弛豫进行分析, 结果表明化合物 1 q和 2 q具有明显增强的片段间电荷转移特征, 发射能和振子强度减弱导致 k r 减小, 并且激发态和基态间的电子耦合急剧增强造成快速的非辐射衰变, 导致化合物 1 q和 2 q在CH 2 Cl 2 溶液中不发光. 同时, 化合物 1 和 2 具有高效的发光效率和较大的斯托克斯位移, 是一类有发展前景的发光材料.