共敏化有机染料分子对敏化太阳能电池短路电流密度的影响

基于实验报道的有机共敏化剂D35和XY1,运用量子化学手段研究了有机染料的电子结构和光电转换效率之间的关系.通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子结构和电子吸收光谱,研究对比了基于D35衍生设计的染料分子1-6.结果表明,D35分子共轭桥的甲氧基化提高了染料分子的可见光吸收强度,拓宽了光谱响应范围,使共敏化有机染料电池的最大短路电流密度明显提升.该研究可为有机染料共敏化太阳能电池的理性分子设计提供理论依据.     

3种卤化氟硼二吡咯染料的理论光谱计算

氟硼二吡咯(BODIPY)染料是一种新型的荧光染料,具备优良的光物理和光化学能性质,是近来化学研究的一个热点.通过密度泛函理论B3LYP/genecp的方法优化计算3种卤化BODIPY染料的分子结构,探讨了其分子结构与前线轨道、能量的关系.运用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算它们在气相和溶液相中的吸收光谱.理论吸收光谱证实3种卤化BODIPY分子随着吸电子原子的增加及分子对称性的变化导致不同程度的红移,并且最大吸收峰均来自HOMO→LUMO(π→π*)跃迁.     

新型光引发剂的理论研究

用含时密度泛函方法对新型光引发剂BDPB紫外吸收进行了计算，从前线分子轨道，共轭效应和电子效应角度考察了BDPB相对于BDMB产生红移的原因，并分析了不同溶剂对BDMB和BDPB紫外吸收光谱的影响. 结果表明BDPB具有比BDMB更高的引发效率，是一种潜在的光引发剂. 虽然BDMB具有更好的共轭效应，但是BDPB中的哌啶基团比BDMB中的吗啉基团具有更强的供电子效应，这是产生红移根本原因，在羰基附近的苯环对位上引入强供电子基团有利于提高光引发剂的引发效率. 极性溶剂和非极性溶剂相比，极性溶剂使得光引发剂的最大吸收波长红移.     

线性多烯类分子—角黄素的理论与实验光谱研究

本文应用显微共聚焦拉曼光谱和紫外-可见光谱研究线性多烯类分子角黄素的微观结构,并结合量子化学的密度泛函方法 B3LYP优化其几何构型和计算其光谱频率.实验与理论结果表明:角黄素分子是以碳碳单双键交替的共轭分子,紫外-可见吸收光谱带比一般π→π跃迁红移,具有很强的π电子离域能力,其拉曼光谱的碳碳单双键的和频和倍频的拉曼光谱强度可达到基频峰强的30%.     

4H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑的合成及其荧光性质

合成了一系列4H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑类化合物,测量了它们乙醇溶液的紫外／可见吸收光谱和荧光光谱并计算出各自的荧光量子效率．对化合物(5a-5m)的吸收光谱和荧光光谱进行了比较分析,发现化合物(5a-5m)在200～400nm范围内,都有3或3个以上较强的π→π^a电子跃迁紫外吸收峰,化合物(5b,5c,5i)在360～440nm区域有较强的荧光发射峰和较高的荧光量子效率;研究了化合物(5a-5m)分子中不同取代基对荧光光谱和荧光量子效率的影响,认为4H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑环上的-CN和-CO2Et具有较好的荧光助色作用,而-COPh、-COMe则对分子的荧光具有猝灭作用,发现荧光量子效率较好的化合物(5b,5e,5i)可进一步修饰成为探针化合物或用于与DNA等生物大分子相互作用机理的研究．     

Nd~(3+)∶KLa(MoO_4)_2激光晶体的光谱特性分析

采用中频感应提拉法生长出了Nd3+∶KLa(MoO4)2单晶,测试其室温下非偏振吸收光谱、荧光发射光谱.805 nm处吸收峰半峰宽10 nm,吸收截面为3.74×10-20cm2.主荧光发射峰位于1 059.45 nm处,荧光寿命160.6μs.利用Judd-Ofelt理论计算出J-O强度参数Ωt(t=2,4,6)及自发辐射概率、荧光分支比、辐射寿命、荧光量子效率及受激发射截面等参数.     

L-半胱氨酸配位合成CdTe量子点的理论研究

本文利用密度泛函理论，研究了L-半胱氨酸及L-胱氨酸在CdTe上的吸附特征. 优化之后分别得到了四种稳定的吸附构型，计算了它们的吸附能、电荷密度、前沿分子轨道以及紫外可见吸收光谱等. 研究发现:L-半胱氨酸在CdTe上的吸附能较大、紫外可见光吸收较强，说明L-半胱氨酸在CdTe上的吸附较稳定，容易产生分子荧光，而L-半胱氨酸转化为L-胱氨酸之后，吸附稳定性降低、紫外可见光吸收强度减弱. 该研究为L-半胱氨酸配体合成的CdTe QDs荧光材料用于生物体内H2O2和葡萄糖的检测提供了理论支撑.     

三种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物的理论光谱计算

运用密度泛函理论在B3LYP/6–31G(d)基组下优化了3种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物分子结构.优化结构后,采用含时密度泛函理论计算了它们在气相和液相中的电子吸收光谱.通过对前线分子轨道和能量的分析,表明3种化合物的最高占据轨道与最低空轨道的能量差均稍大于4.00eV.通过液相和气相的最大吸收值与实验值的比较,发现在液相和气相中的计算值与实验值都接近.它们的最大吸收峰相近,都在330～340nm左右,且最大吸收值归属于最高占据轨道向最低空轨道的电子跃迁.     

N,N-二(4-(6-2,2′-联吡啶)-苯甲基)-2-(氨甲基)吡啶的合成、结构和光谱性质

合成了一种多齿配体N,N-二(4-(6-2,2′-联吡啶)-苯甲基)-2-(氨甲基)吡啶(C40H32N6),并用MS,EA,1HNMR进行结构表征,测试了吸收光谱(UV)和荧光光谱(FL).随HBF4,乙酸锌的加入,荧光光谱明显红移;随Cu2+浓度增加吸收峰强度逐渐增加,但发射峰逐渐消失,成为激发态荧光体的猝灭剂.测量并计算了摩尔消光系数和量子产率,并用密度泛函理论计算预测了其稳定的空间构型.     

分子平面性对其双光子吸收特性影响

利用基于密度泛函理论水平下的响应场方法，研究了新近合成的双光子有机分子的非线性光学性质．计算结果表明，该类分子具有较好的双光子吸收特性，分子的官能团供需电子的能力、分子的平面性都是影响分子双光子吸收特性的重要因素．