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本论文工作主要分两部分：单个共轭高分子聚苯撑乙炔(PPE)的光物理性质研究和共轭高分子PPE对半导体量子点发光的影响。
第一部分：单个共轭高分子PPE的光物理性质研究
本论文通过单分子时间分辨荧光光谱等实验方法和理论计算方法研究了单个共轭高分子PPE的光物理性质，以期深入了解高分子结构和性质的关系。
通过时间分辨荧光光谱、荧光强度涨落、寿命、极性以及单分子发射光谱等实验手段对单个硫代乙酰基封端的聚苯撑乙炔(TA-PPE)分子的光物理特性进行研究分析，观察到单链TA-PPE荧光光谱峰位的红移和蓝移涨落的特点，认为这种光谱峰位的涨落特点来源于单个PPE分子内主链苯环的共平面构象的变化。以不同溶剂中聚(乙烯基缩丁醛-共-乙烯醇-乙酸乙烯酯)(PVB)作为基质把PPE调控为较长共平面片段构象和较短共平面片段构象，分别得到了偏红边方向和偏蓝边方向的单分子光谱以及不同黄李因子，再一次证实了我们对单个共轭高分子PPE光谱移动的解释。
为了进一步从理论角度验证单分子实验中观察到的PPE光谱变化是由构象变化引起的，我们用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD-DFT)方法计算研究了简单的PPE分子聚(2,5-二甲氧基-对-苯撑乙炔)(DM-PPE)低聚物共轭长度对光谱特性的影响。发现尽管圆柱型三键旋转位垒很低，但其扭转还是会破坏单个高分子链的共轭，导致光学特性对构象的依赖性。光谱峰位主要依赖于主链共平面形成的高度π电子共轭的片段长度即共轭程度，而不是高分子链的总长度。利用选择指数函数外推TD-PPE低聚物HOMO-LOMO能隙到无限链长得到有效共轭长度(ECL)。
总之，实验和计算结果表明，单个PPE分子的光谱峰位取决于分子主链苯环共平面的共扼长度。这样，我们就从单分子水平上确定了高分子结构和性能的关系。
第二部分：共轭高分子PPE对半导体量子点发光的影响
高分子材料对量子点发光性能影响的研究对量子点和高分子混合物组成的光电材料和器件的开发具有非常重要的意义。大多数高分子对量子点具有荧光增强的作用，我们发现PPE对半导体量子点CdTe荧光的淬灭作用，淬灭动力学符合线性Stern-Volmer曲线。随着PPE浓度的增加，CdTe荧光衰减寿命持续减小，淬灭机制为动态淬灭，符合扩散控制碰撞引起的淬灭模型。这一实验结果与之前文献报道的量子点与高分子相互作用发生静态淬灭不同。通过能级结构分析，我们阐明了量子点CdTe与PPE相互作用的机理，荧光淬灭的主要原因是CdTe与PPE的相对能级关系以及PPE的特殊结构，前者使得激发CdTe发生从CdTe到PPE的空穴转移，后者使量子点CdTe与PPE的结合是由扩散控制的碰撞形成松散的离子键。
我们研究了重复单元主链的两个苯环分别对位对位(PPE1)、对位间位(PPE2)、间位间位(PPE3)连接的三种PPE几何异构体对量子点荧光的影响，发现其中PPE2对CdTe的荧光淬灭效果最好，因为PPE2具有适当地柔顺构象最容易和CdTe纳米粒子结合并对其产生作用。