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本文以拓展电致发光材料8-羟基喹啉铝在大屏幕OLED显示领域的应用为出发点,采用溶胶-凝胶方法,设计并制备了共价键结合的8-羟基喹啉金属配合物-氧化硅有机-无机杂化材料,实现了8-羟基喹啉铝(AlQ3)的液相处理,并探索了杂化材料体系中有机/无机成分的种类及相对含量对杂化材料发光性能的影响。同时,还对8-羟基喹啉金属配合物-氧化硅有机无机杂化薄膜的非线性光学性质,及AlQ3-SBA15有机无机杂化介孔主客体材料的制备进行了研究。主要内容包括:
⑴通过硅烷偶联剂的桥梁作用,合成了硅烷化的8-羟基喹啉配体,成功地将有机电致发光材料8-羟基喹啉铝引入到氧化硅无机网络中去,制得了化学键合的8-羟基喹啉铝-氧化硅有机-无机杂化材料。通过使用溶胶-凝胶法,实现了8-羟基喹啉铝的液相处理,所得杂化材料具有良好的光致发光性能,与未改性的8-羟基喹啉铝相比,发射光谱具有较大蓝移,实现了蓝光发射,并且与物理掺杂样品相比,具有优异的化学稳定性,对环境适应能力强,在水氧作用下发光性能损失很小。
⑵探讨了杂化材料体系中有机/无机成分的相对含量对材料发光性能的影响,发现杂化材料的光致荧光波长随体系中TEOS/SiO2含量的增加而发生蓝移,达到了通过调节体系化学组成来改变其性能的目的。通过溶胶凝胶法制备了质量良好的8-羟基喹啉铝-氧化硅杂化材料的光学薄膜,材料的蓝光发射性能得到了保留。通过改变溶胶的状态,研究了溶胶中分子状态对杂化物荧光性能的影响;通过改变有机配体及中心金属离子,扩展了8-羟基喹啉金属配合物-氧化硅杂化材料的体系,进一步印证了我们的研究结论。
⑶通过三次谐波产生及Z-扫描等三阶光学非线性测试手段,研究了通过SOL-GEL法制备的AlQ3/SiO2杂化材料薄膜的非线性光学性质,报道了8-羟基喹啉金属配合物的非线性光学性质。实验所得的AlQ3/SiO2杂化物薄膜的三阶非线性折射率达到10-9esu量级,并且稳定性良好,耐光学损伤,显示了AlQ3/SiO2类杂化材料在非线性光学器件中良好的应用前景。
⑷通过偶联剂桥联法,成功地将AlQ3发光分子引入到介孔材料SBA-15的孔道中去,制得了AlQ3-SBA15有机无机杂化介孔主客体材料,其具有蓝光发射性质,并且以很小的掺杂量便可以得到较强的光致发光。在装载了有机物后,介孔材料SBA-15的孔道有序性得到了保留,证明了本文所使用的温和的杂化材料制备方法对介孔材料的结构没有破坏。表征结果证明AlQ3与介孔主体结合牢固,并且通过增加反应混合物中的有机物含量,可以有效增加其在介孔孔道中的装载量。