氟掺杂聚酰亚胺单体的电子结构及光学性能研究

采用含时密度泛函理论(TD-DFT),GGA-PBE泛函在DNP 4.4基组的水平上对聚酰亚胺单体分子的紫外可见吸收光谱进行了计算,并与部分实验值进行了比较。结果显示:由于氟原子的强吸电子能力,含氟单体的总能远低于非含氟单体。非含氟单体紫外吸光系数ε为1.407 87×106L/(mol·cm);含氟单体的紫外吸光系数ε稍大,为1.533 91×106L/(mol·cm)。从二者的态密度可以看出,加氟之后,在-24 Ha处出现了较大的态密度峰值,主要来源于氟原子1s轨道的贡献;在-14 Ha处态密度不变,这是氮原子的特征能态;在-10 Ha处态密度有所减小,因为氟取代了甲基上的氢,而氟在该处不存在量子态。费米能级附近,紫外吸收对应的能量出现在这个区域中,除了费米能级以上第一个峰值外,其他峰值均有所增大,在-1 Ha处出现了两个非含氟单体中不存在的峰,因此紫外吸收能量相应增强。计算结果表明,掺氟有助于紫外吸收性能提升。

Electron Structure and Optical Performance of Fluorine-Doped Polyimide Monomer