摘要:
本文报道了四种基于咔唑的三聚物的光谱学和光物理研究,分别为1,4-双(N-辛基咔唑-2-基)苯(CPC)、2,5-双(N-辛基咔唑-2-基)噻吩(CTC)、2,7-双(N-辛基咔唑-2-基)-9,9-二己基芴(CFC)和2,7-双(N-辛基咔唑-2-基)-N-辛基咔唑(CCC)。从在优化的基态几何构型(HF/6-31G*)上进行的ZINDO/S计算中,发现CPC、CFC和CCC的S1 ← S0和S2 ← S0电子跃迁较弱,而S3 ← S0电子跃迁是偶极允许的(x轴方向),具有较高的振子强度。另一方面,对于CTC,偶极允许的电子跃迁是S1 ← S0。对于这四个衍生物,偶极允许的跃迁主要对应于从HOMO到LUMO的电子促进。每个衍生物的第一个吸收带可以归因于偶极允许的跃迁。激发态的几何优化是通过RCIS/6-31G*从头算计算完成的。对于CPC、CFC和CCC,S3比S1和S2更稳定,导致单重激发态的交叉(S3的能量比S1和S2更低)。从优化的S1几何构型(RCIS/6-31G*)上进行的ZINDO/S计算中,得到了从第一个弛豫激发态(S1 → S0)发射的能量。发现这些能量与从荧光光谱确定的能量非常吻合。从CPC到CTC,通过用噻吩单元替换苯基环,吸收和荧光光谱发生了红移。这种行为可以解释为噻吩环的电子给体性质。寡聚物链的增加(CFC和CCC相对于CPC)也会因沿分子框架的电子共振延长而引起光谱的巴托克移。从荧光数据中可以观察到在弛豫激发态中更平面的构象更有利。在S1弛豫激发态上进行的RCIS/6-31G*从头算计算证实了这一说法。最后,CTC的光物理特性主要受非辐射过程(knr)的控制,而CPC、CFC和CCC的光物理变化主要涉及辐射过程(kF)。关键词:电子光谱学、荧光、光物理、从头算计算、激发态。