学术交流

中科院化学所彭谦、耿华4月29日学术报告会

时间: 2016-04-27      审核人:      作者:

报告题目:有机发光理论及其应用

报告人:彭谦

报告地点:教学二楼物电学院会议室(2241)

报告时间:2016年4月29日9:00

报告摘要:有机发光材料以特有的柔性、透明、透明可大面积制作等优势在有机光电器件方面得到了广泛应用和快速发展。特别是,最近实验上提出的聚集诱导发光、室温下纯有机磷光、上转换有机荧光及非典型发射团的聚合物发出强荧光等新现象、新原理及新认知,给理论带来了新的机遇和挑战。由于典型的有机发光体系的激发态衰减时间尺度均为纳秒级别,激发态和基态两个电子态之间的非绝热耦合或者自旋轨道耦合项比较弱,基于微扰理论的费米黄金规则成为处理激发态衰减速率的最有效的理论方法。在多维谐振子模型下,我们采用热振动关联函数方法发展了一系列单线态之间及单线态与三线态之间的辐射和无辐射跃迁速率理论公式。该理论考虑了激发态与基态势能面之间的平移、扭曲、Duschinsky转动、Herzberg-Teller等效应,具有普适性。[1]我们将该理论成功应用于有机光电性能的机理研究:(1)定量揭示了聚集诱导发光(AIE)机理,合理解释了聚集诱导发光现象;通过建立不可测量的电声子耦合与可测的谱学信号之间的关系,理论给出以瞬态拉曼光谱信号来验证AIE机理的实验方案;与实验合作,成功设计和合成了不含有自由转动的芳香环的奇异AIE分子。(2)通过建立发光性质与光伏性能之间的内在联系,理论设计预测了高效的光伏聚合物。(3)理论设计预测了高效的红外/近红外聚合物,为实验合成提供了分子模板。[2]

参考文献

[1] (a) Shuai,Z. G.*; Peng Q.*,Natl Sci Rev,2016, in press; (b) Shuai Z. G.*,Peng Q.*,Physics Reports,2014, 537: 123; (c) Peng, Q.; Niu, Y.L.; Gao X.; Shuai, Z. G.*;J. Chem. Theory. Comput.2013, 135:558; (d) Niu, Y. L.; Peng, Q.; Shuai, Z.*JPhys Chem A.2010,114: 7817; (e) Peng, Q.; Yi, Y. P.; Shuai,Z. G.*; Shao J.,J Chem Phys2007,126: 114302.

[2] (a) Zhang, T.; Ma, H. L.; Niu, Y. L.;Li, W. Q.; Wang, D.; Peng, Q.; Shuai, Z. G.; Liang, W. Z.J. Phys. Chem. C2015, 119: 5040; (b)Bu, F.; Duan, R. H.; Xie,Y. J.; Yi, Y. P.; Peng, Q.*, Hu, R. R.; Qin, A. J.; Zhao, Z. J. *; Tang, B. Z.*Angew. Chem. Int. Ed.2015, 54:14492; (c) Jiang, Y. Q.; Peng,Q.*, Gao, X.; Shuai, Z. G.*, Niu, Y. L.; Lin, S. H.J. Mater. Chem.C2012, 22:4491; (d) Peng, Q.; Niu, Y. L.; Wang, Z. H.; Jiang,Y. Q.; Liu, Y. J.; Shuai, Z. G.*J Chem Phys, 2011, 134: 074510.

个人简介:彭谦,中国科学院化学所副研究员。2001-2004年在西北大学化学系攻读学士硕士学位,2008年获得中科院化学所理学博士学位,并留所工作。2015年7月至9月在香港科技大学唐本忠院士课题组进行学术访问。主要从事有机光电功能材料的激发态动力学的理论研究。本人采用振动关联函数方法,突破了传统方法中基态与激发态势能面相同这一局限性,发展了普适性的多模耦合无辐射跃迁理论。首次实现了复杂有机发光体系的无辐射跃迁速率计算,结合第一性原理,成功揭示了聚集诱导发光机理,预测了有机金属配合物的发光效率、建立了光伏性能与发光性质的内在关系,综述了OLED机理中激发态电子结构和动力学特征等。总共发表学术论文68篇,其中包括Phys. Reports (IF=22.929), J. Am. Chem. Soc., Angew.Chem. Int. Ed., Adv. Mater., J. Chem. Theory Comput.等。撰写了Wiley出版的《Aggregation-InducedEmission: Applications》(Benzhong Tang, Anjun Qin主编)专著中的一章“TheoreticalUnderstanding of AIE Phenomena Through Computational Chemistry”;这些论文被他引1080次。因在发展无辐射跃迁速率计算方法并应用于有机/高分子材料的发光效率和发光光谱的预测方面取得的创新性成果,申请人获得了2013年中国化学会唐敖庆理论化学青年奖。

报告题目:Understanding the charge transport in D-Aco-crystal and copolymer from super-exchange perspective

报告人:耿华

报告地点:教学二楼物电学院会议室(2241)

报告时间:2016年4月29日10:00

报告摘要:Inrecent years, there emerged many donor acceptor copolymers and D-A co-crystalssmall molecules, these materials reveal high charge mobility and excellentlight-emitting properties with high potential in organic electronics. Theunderstanding of charge transport properties in such systems is currently ofmajor experimental and theoretical interest. Our work provides the firstmolecular insight into the electronic couplings for hole and electron in suchmaterials,throughmultiscale charge transport simulation, we can predict charge mobility in suchmaterials, And therefore paves the way toward design of charge-transportmaterials with high charge mobility.

个人简介:耿华,中科院化学所副研究员,自2004年以来一直从事有机光电功能材料中电荷传输问题的理论研究。迄今已发表SCI收录论文36篇,包括1篇Chem. Soc. Rev.,6篇Adv. Mater., 2篇J. Am. Chem. Soc.,及J. Chem. Phys., J. Phys. Chem等。被SCI核心期刊引用584次,其中单篇引用次数超过30次的有10篇。近年来在有机半导体电荷传输机制与性质方面的主要贡献有:(1)发展了分子和晶格振动全量子描述的电荷转移速率理论,结合随机行走策略建立了一套自下而上的多尺度方法。研究表明量子振动引起的核隧穿效应是理解有机半导体中局域电荷传输的核心因素。该模型被剑桥大学、马普所、飞利浦研发中心等多个研究机构应用于澄清关于共轭聚合物的导电机制的争论(Nat Commun 2013)。相关代表性成果在Adv. Mater.发表后立即得到美国化学会网站Noteworthy Chemistry以“predict carrier mobility in organic semiconductor”为题的特别报道。(2)在有机小分子给体-受体共晶体系方面,我们发展了自洽迭代的超交换电子耦合计算程序;考虑环境极化效应以及动态无序对分子格点能的影响,较为精确的计算超交换电子耦合;首次将超交换电子耦合计算方法应用到有机半导体材料电荷传输研究,并发现材料的传输极性与给体-受体分子的电子结构密切相关,建立了材料的电荷传输极性与给体-受体分子的电子结构的关联,从而为设计高性能的双极性传输材料提供理论基础。(Adv. Mater. 2015, 27,1443)。(3)上述有关工作应邀在皇家化学会杂志Chem. Soc. Rev.撰写综述文章,总结了近年来有机半导体传输理论的进展。