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1、新型光电多功能材料聚对苯乙炔类新型光电多功能材料聚对苯乙炔类 的研究进展的研究进展 一一.背景背景19741974年年 H.Shirakawa,J.Polym.4,1973:460 H.Shirakawa,J.Polym.4,1973:460 研制出聚乙炔研制出聚乙炔薄膜。薄膜。19771977年年 H.Shirakawa,A.G.MecDiarmid,A.J.Heeger,etal,H.Shirakawa,A.G.MecDiarmid,A.J.Heeger,etal,J.Chem.Soc.Chem.Commun.1977:575.J.Chem.Soc.Chem.Commun.1977:575
2、.聚乙炔薄膜聚乙炔薄膜 导电聚乙炔薄膜导电聚乙炔薄膜 ：1010-6-6S S cmcm-1-1 10 104 4S S cmcm-1-1 开创了导电聚合物领域开创了导电聚合物领域19791979年年 W.P.Su,J.R.W.P.Su,J.R.SchriefferSchrieffer,A.J.,A.J.HeegerHeeger,Phys.Rev.,Phys.Rev.LettLett.42,1979:1698.42,1979:1698.提出提出PAPA导电载流子的孤子导电载流子的孤子(SolitonSoliton)SSH)SSH模型，模型，后发展出极化子后发展出极化子(PolaronPolar
3、on)模型，给出导电聚合物模型，给出导电聚合物 中的导电机制的物理图象。中的导电机制的物理图象。中性孤子：S0 双重态 中性极化子：P0荷电荷孤子：S 单重态 极化子：P 双重态 双极化子：P2 单重态聚对苯撑(PPP)CDW Charge Density Wave 聚合物导电图像：在外电场驱动下，S或 P、P2沿聚合物链或链间传输。1990年 J.,D.D.C.Bradley etal,Nature 347,1990:539 用导电聚合物聚对苯乙炔（聚苯乙烯撑）为发光层，作出三明治型发光二极管LED（Light Emitting Diodes）发黄绿光。开创了聚合物电致发光（Electrol
4、uminescence-EL）领域 光电聚合物的应用光电聚合物的应用 导电：电池电极；导电薄膜等导电：电池电极；导电薄膜等 电致发光（电致发光（ELEL）：大面积超薄显示屏等）：大面积超薄显示屏等 光致发光（光致发光（PLPL）：激光器等）：激光器等 光伏效应（光伏效应（PVPV）：光敏器件、太阳能电池等）：光敏器件、太阳能电池等 光学非线性（光学非线性（NLONLO）：波导（）：波导（Wave guide)Wave guide)、光传输器、光传输器件等件等20002000年年 A.J.Heeger,A.G.Mac Diarmid,H.Shirakawa,A.J.Heeger,A.G.Mac
5、Diarmid,H.Shirakawa,获诺贝尔化学奖。获诺贝尔化学奖。LED Sheet LED 显示 荧光屏显示 二PPV家族1 2 MEH-PPV PPV 3 4 BuEH-PPV CN-PPV 2.共聚和嵌段聚合物 1，2，3，4 软硬段间的共聚 三主要合成方法1.前聚物法 A.R.Wessling etal,U.S.Patent 3,401,152(1968)高分子量，周期长，产率低。分子量低，周期短，产率高。2.强碱诱导去卤缩合法1.1.光致发光（光致发光（PLPL）分子分子双原子分子的电子吸收光谱双原子分子的电子吸收光谱电子光谱的选律：电子光谱的选律：S=0 S=0 L=0,L=
6、0,1 1 Frank-CondonFrank-Condon原理决定最强原理决定最强吸收峰吸收峰发射光谱：发射光谱：适用于多原子分子，适用于多原子分子，但复杂。但复杂。四聚合物发光 聚合物（共轭体系）聚合物（共轭体系）2.电致发光（EL）发光层中电子(P-)和空穴(P+)的复合，产生S1和T1态激子(Exciton)，激子跃迁到基态发光五PPV类材料的研究现状 从理论和实验上研究各种取代基（OR，CN，R，X等）对PPV衍生物光、电特性和有关物理化学性质的影响，通过分子设计和化学修饰研制新的高性能的PPV衍生物。PPV DMeO-PPV CN-PPVLUMO HOMO 2.改进PPV类材料的制备路线和技术，改进材料功能特性和降低 成本。3.选用合适的无机、有机、聚合物材料与PPV类材料制备复合光电多功能材料，提高材料的功能特性。4.用PPV类材料与无机、有机、光电功能材料制备多层光、电器件，改进器件功能，研制新型光电器件。PPV 的微腔器件及激射现象 欢迎老师、同学参与光电多功能材料的 理论及实验研究