《新型光电功能材料的结构理论研究与分子设计》

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该项目属于化学与材料的交叉学科,面向光电平板显示、光伏清洁能源等光电信息产业,涉及该省和国家重点发展的能源、环境等领域。以理论化学为基础,与实验研究密切结合,揭示光电材料的电子结构、激发态结构、电荷转移性质和发光机制等,阐明其光电转换的本质特征,为新型结构和特殊性能光电材料的实验设计合成及产业化提供理论依据。对过渡金属配合物光电功能材料进行系统的理论探索,研究内容如下1)发展研究激发态的组态相互作用方法,建立研究重金属的相对论量子化学方法,构建模拟环境效应(溶剂化效应和固体效应)的理论计算模型,并拓展应用到光电功能材料的设计领域。2)发光材料设计a)计算发光性能良好的过渡金属配合物(如金、铂、铱)发光材料的结构和光谱性质,总结配合物激发态性质的规律性;b)研究双核(包括同核和异核)金属配合物的弱相互作用,阐明其作用本质,揭示相互作用对配合物发光颜色、强度、量子产率等的影响;c)根据研究得到的配合物激发态性质规律性,设计具有特定发光性质的新型过渡金属配合物发光材料。3)光敏材料设计研究吡啶类过渡金属配合物太阳能电池光敏染料的吸收光谱,判断其采光效率;考察光敏材料激发态与半导体电极导带的匹配性,推测电子注入效率;最后理论设计光敏染料,调控染料光谱性质,寻求拥有高太阳能电池光电转换效率的光敏材料。特点围绕以上研究内容,开展了卓有成效的研究工作。在理论方法方面,通过参数化的辛群对称性孪函数基,进一步发展了精确计算激发态的多组态自洽场方法;将旋-轨耦合引入激发态的研究,拓展了相对论量子化学方法的应用;构建模拟溶剂化效应和固体效应模型。应用这些有自我特色的理论方法和国际现代理论化学研究方法,实现了含重金属的过渡金属配合物的激发态计算,揭示了光电功能材料的电子吸收和发射机制;发展了分子体系弱相互作用理论,进一步揭示了金属间的弱相互作用本质;完成了一系列新型发光材料和太阳能电池光敏材料的理论设计。该项目共发表研究论文64篇(论文清单见附件1),全部为SCI收录a)SCI影响因子超过4.0的论文10篇,SCI影响因子在3.0和4.0之间论文4篇;b)发表SCI影响因子大于2.0论文数占总论文数的52%;c)SCI论文总影响因子为135。发表论文共被SCI收录论文引用483次。完成和正在承担国家级项目3项,省部级、厅局级项目4项。

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