《表2 PVBT和n PVBT的时间分辨荧光光谱汇总》

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《基于苯乙烯和苯并噻二唑共聚场效应发光高分子材料的设计合成及性能研究》

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光物理性能测试结果如图3所示，室温下PVBT和n PVBT的溶液和薄膜均具有较高的光致发光特性，在CH2Cl2稀溶液中其最大吸收波长处的摩尔吸光系数分别可达30000和32000 L·mol-1·cm-1，说明材料具有较好的吸光能力，并且在365 nm紫外灯照射下发出亮黄色的光[图3（A，B）].图3（C）和3（D）分别给出了两个高分子材料在CH2Cl2稀溶液（1×10-5 mol·L-1）和在180℃下退火10 min的薄膜状态下的归一化紫外-可见吸收光谱及荧光光谱.从紫外-可见吸收光谱可以看出:两个高分子材料薄膜均在460 nm附近出现明显吸收峰，这归因于共轭高分子主链的π-π*跃迁.PVBT和n PVBT薄膜显示出相似的紫外-可见吸收光谱，其光学带隙约为2.30 e V，这表明烷氧基链对芳香核的光物理性质影响较小（表1）[47].PVBT和n PVBT的薄膜吸收光谱相对其稀溶液中的吸收光谱均具有相似的红移，这表明由于部分高分子链之间的强烈分子间相互作用，在薄膜中形成一定的聚集结构.荧光光谱显示在薄膜和稀溶液下，PVBT和n PVBT的最大发射光谱在590～605 nm之间，相比于同样含有辛氧基取代的聚（2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基）-1，4-亚苯基亚乙烯基)（MEH-PPV）最大发射波长在580 nm左右，BT的引入增强了分子间相互作用和分子骨架结构的共轭性，引起其光谱发生了明显的红移[29]，这对于提升其电荷传输性能具有非常重要的意义.测试所得的两个高分子材料在CH2Cl2溶液和薄膜中的光致发光荧光量子产率的相关数据汇总于表1.很明显，PVBT和n PVBT在CH2Cl2中均具有高的荧光量子产率（Φ），可达20%～35%，即使在固态薄膜状态下，两个材料仍具有较好的荧光特性，其荧光量子产率在12%～20%之间.固态条件下烷氧基链由支链变为直链时，相应的荧光量子产率有所下降，这主要是由于相比于支链分子，基于直链的分子链间更容易获得规整和紧密的堆积结构，这也说明侧链工程在调控共轭高分子材料堆积结构和相应光电性能方面的重要性[4 8].同时，对比PVBT和n PVBT的光谱可以发现二者具有较大的Stokes位移，并且二者薄膜的Stokes位移（131 nm，127 nm）与稀溶液（157 nm，146 nm）相似，吸收与发射光谱的重叠面积也较小，预示其较大的激发态弛豫特性和较低的自吸收，这对于后续高效器件的构筑和激光的实现具有重要作用[33].此外，我们测试了PVBT和n PVBT的时间分辨荧光光谱（图S13），相关数据汇总于表2.实验结果表明，PVBT和n PVBT在稀溶液中的荧光强度呈单指数衰减，二者的荧光寿命分别为2.85 ns和3.07 ns，也说明了分子在稀溶液中以单个分子形式存在，只有一个激发态.而薄膜状态下的PVBT和n PVBT的荧光强度呈双指数衰减，二者的平均荧光寿命分别为1.32 ns和1.60ns （双指数衰减模型拟合见表S1），此结果表明薄膜样品中存在两种不同的激发态形式，这可能是由于分子不同的聚集状态产生的.由辐射跃迁速率公式kr=Φ/τ和非辐射跃迁速率公式knr=1/τ-kr可得，PVBT在溶液和薄膜中的辐射跃迁速率（kr）分别为1.2×108 s-1和1.5×108s-1，非辐射跃迁速率（knr）分别为2.3×108 s-1和6.1×108s-1；n PVBT在溶液和薄膜中的辐射跃迁速率（kr）分别为7.5×107 s-1和7.5×107 s-1，非辐射跃迁速率（knr）分别为2.6×108 s-1和5.5×108 s-1，可以看出，两个分子的薄膜样品中非辐射跃迁速率较其溶液中都明显增大，表明薄膜状态使激子猝灭的缺陷增加，从而使材料的荧光量子产率降低，这与我们的荧光量子产率结果相一致（表1）.