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田文晶教授近年来完成的项目及科研成果
来源:田文晶教授个人网站 发布日期:2009-03-10

1994年以来,田文晶教授作为负责人完成一项国家自然科学青年基金项目电注入发光聚合物的能带工程1995-1997),一项国家自然科学基金重大项目子课题有机/聚合物光电信息材料的光电性能及相关物理过程研究1997-2000),项国家自然科学基金委国际合作项目有机聚合物光电功能材料的设计合成及其光伏特性研究2006-2008),一项吉林省科技计划发展项目 有机聚合物光电功能材料载流子迁移率的研究2006-2008),以及长春市科技计划项目有机聚合物光伏(太阳能)电池的研究2007-2008)。两项国家自然科学基金委面上项目各向异性有机聚合物发光与传输材料的制备及性能研究2001-2003)、共轭聚合物给体/分子受体复合体系的制备及光伏特性研究2005-2007),一项吉林省科技计划发展项目共轭聚合物光伏材料与器件的研究2005-2007),作为学术骨干完成3项国家自然科学基金项目,2项国家“863”项目,1项国家教育部骨干教师团队基金。2002年,作为学术骨干的研究成果新型有机电致发光材料的基础研究获得中国高校科学技术奖一等奖(沈家骢、马於光、王悦、田文晶、吴英)。2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。

近年来发表学术论文80多篇,其中SCI论文60余篇,被引用100余次。培博士研究生12名(毕业6名,在读6名),硕士研究生18名(毕业9名,在读9名),主要研究成果如下:

建立了有机聚合物材料体系的能级结构的表征方法,研究了大量有机/聚合物光电功能材料的能级结构,结合量子化学计算,探讨了不同取代基及不同分子结构与构象对其能级结构的影响,得到了一系列对有机/聚合物光电功能材料的分子设计与器件设计有指导意义的结果。          近几年来,在有机聚合物电致发光方面,田文晶教授研究组设计合成了新型给受体型发光材料和共轭树枝状发光材料,研究了材料的光物理性质和电致发光性能。并通过PVK与新型蓝光材料Cz6F之间形成的电致激基复合物,实现了高色纯度的白光电致发光器件。具体研究成果如下:

1.设计合成了四种新型的的具有分子内电荷转移性质的给受体(D-π-A)分子,它们的受体均为二硫缩烯酮,给体选择具有不同给电子能力的咔唑三苯胺、NN-二甲基苯甲胺和吩噻嗪,通过对其光谱性质和其与PVK掺杂体系的光致发光和电致发光性质的研究发现,改变D-π-A分子中不同给电子能力的给体基团,可以调控其带隙,进而实现对D-π-A分子发光峰位的调节;给电子基团空间立构效应越高,其荧光量子效率越高;在掺杂体系的光致发光和电致发光中,PVKD-π-A分子之间都发生了有效的能量转移,并随给受体分子中给体的给电子能力增加发光峰位逐渐红移。当PVKTKD掺杂比为6%时,电致发光器件发光亮度为729.1cd/m2时,发光效率达到1.75cd/A

2.采用简单的收敛法合成了以三苯胺为外围基团,分别以三苯苯、苯、茚和蒽等基团做为中心核的共轭树枝状分子。这类化合物具有较好的溶解性、热稳定性和较高的荧光量子效率。其中以三苯苯为核,外围通过双键接的树枝状分子TPB-TPA3TPB-TPA9玻璃化转变温度(Tg)大于130,荧光量子效率为100%,同时研究表明,它们的空穴传输能力和经典空穴传输材料NPB相当,并可以通过调节树枝状分子的外围基团和代数来调控分子的空穴传输能力。以茚为核的树枝状分子Tr-TPA3Tr-TPA9玻璃化转变温度(Tg)大于130,荧光量子效率分别为100%82.7%,且具有比以三苯苯为核的树枝状分子具有更好的空穴传输能力。更为有趣的是,以蒽为核的树枝状分子An-TPA2, An-TPA6An-TPA14,在溶液状态下基本不发光,而在固态的时候有强烈的荧光,这是首次发现树枝状分子具有聚集诱导发光的现象。同时它们也具有更高的热稳定性,热分解温度都在450以上。由于它具有较高的分子量和良好的溶解性,可以通过溶液旋涂制备器件。

3.研究了新型以芴为中心通过碳碳三键连接的齐聚咔唑分子(Cz6F)与PVK掺杂体系的光致发光和电致发光性能,制备了结构为ITO/PEDOT/ PVKCz6F(1:1)/Alq3/Al,色坐标为(0.300.33)的白光电致发光器件。研究表明,电致发光光谱中蓝光区域的发射归结为Cz6F分激基缔合物在电激发下的发射,长波方向的发射归结为PVKCz6F分子在电激发条件下形成的电致激基复合物的发射。  

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