內嵌團簇富勒烯的衍生化及其光電性質的研究

《內嵌團簇富勒烯的衍生化及其光電性質的研究》是依託蘇州大學，由馮萊擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：內嵌團簇富勒烯的衍生化及其光電性質的研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：馮萊
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

內嵌團簇富勒烯是一類比較特殊的富勒烯籠內衍生物。其光學電學電化學性質以及LUMO/HOMO軌道能級均可以通過改變內嵌團簇類型和種類來調控，因此具有比富勒烯更為豐富的性質功能，有望用於多種功能材料包括光電材料的製備。近期發表的研究結果顯示，一些內嵌三金屬氮化物團簇的富勒烯具有較高的LUMO軌道能級，是一種很好的電子受體材料，同時由於其具有較低的氧化電位因此預期具有一定的給電子能力，或有可能是一種電子給體。本項目申請擬進一步研究內嵌團簇富勒烯的衍生化方法，通過調節衍生物結構，改善衍生物的穩定性，並進一步調解其LUMO/HOMO能級水平。分別以內嵌團簇富勒烯作為電子給體和受體單元，設計製備新型的二元偶極分子體系，研究內嵌團簇富勒烯作為電子受體或給體材料的光電光伏性質及相關器件的性質，並評估其套用前景。

結題摘要

以金屬內包富勒烯Lu3N@C80作為電子給體，苝二醯亞胺衍生物作為電子受體，設計構築具有線型結構以及光活性的電子授受體系。用多種實驗方法以及基於密度泛函的理論計算對該體系進行了表征，以確認其結構，吸收光譜特徵，電化學性質特徵，前線軌道分布及能級水平以及體系激發態的瞬態吸收特徵等。實驗結果表明該線型體系的電荷分離態壽命可達到100ns的數量級，是柔性體系電荷分離態壽命的1000倍以上，說明Lu3N@C80-PDI體系的線型結構非常有利於電荷分離態的形成和穩定。