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一种简单分子工程方法，用于增强热激活延迟荧光发射体的取向和出耦合效率而不引起发射红移
摘要： 在热激活延迟荧光（TADF）发射体中引入四苯基苯（4Ph）单元被证明是一种新策略，可在不使发射光谱红移的情况下显著增强发射体的水平取向排列。将蓝色发光的4PhOXDDMAC或蓝绿色发光的4PhOXDPXZ掺杂到邻二苄基苯（o-DiCbzBz）主体层中，与不含4Ph单元的情况相比（分别为69%和75%），发射体展现出更高的水平取向排列程度（最高达92%）。这种增强的取向排列使得基于4PhOXDDMAC和4PhOXDPXZ的有机发光二极管分别实现了24%和35%的高光耦合效率，并将外量子效率提升至（分别为8.8%和29.2%）高于随机取向发射体预期的数值（光耦合效率为20%）。这些性能提升是在避免采用常见策略（通过增加分子长度及共轭程度来增强取向性而常伴随红移现象）的情况下实现的。
关键词： 跃迁偶极矩、热活化延迟荧光、光出耦合因子、分子取向、有机发光二极管
更新于2025-09-23 15:21:21
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宽带模型及其对振动和频光谱中线形分析的影响
摘要： 振动和频生成（SFG）光谱技术能够提供关于表面及埋藏界面分子种类的宝贵定性与定量信息。例如，特定化学官能团的共振频率可揭示表面环境特征，尤其当与体相红外吸收或拉曼散射光谱的观测结果对比时更为明显。此外，振动模式的振幅可与分子取向相关联，从而对表面结构进行详细的定量描述。然而这些特性都需通过将光谱拟合至某些振动共振线型来实现。当目标模式与宽共振特征（如水分子的O-H伸缩振动）共存时，这种拟合尤为具有挑战性。本文探讨了不同同频SFG数据拟合方法的优缺点及影响，阐明虽然任何模型都能为数据提供有效描述，但若无额外信息辅助，没有任何模型能准确且一致地解析出深藏于同频数据中的相对相位信息。
关键词： 振动和频生成、零差数据、表面结构、分子取向、线形分析、和频光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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表面控制萘基封端寡噻吩在石墨烯上的晶体排列：通过原位X射线衍射研究薄膜生长
摘要： 我们报道了沉积在石墨烯上的5,5'-双(萘-2-基)-2,2'-联噻吩(NaT2)薄膜的微观结构、形貌及生长情况，通过掠入射X射线衍射(GIXRD)进行表征，并辅以原子力显微镜(AFM)测量。NaT2沉积在两种石墨烯表面：一种是自行将化学气相沉积(CVD)生长的石墨烯层转移到Si/SiO2基底上的定制样品，另一种是常见的商业转移CVD石墨烯/Si/SiO2。原始Si/SiO2基底作为参照。NaT2的晶体结构和取向强烈依赖于底层表面——分子主要平铺于石墨烯表面(面朝上取向)，而在Si/SiO2参照表面则近乎垂直站立(边朝上取向)。生长后的GIXRD和AFM测量显示，晶体结构和晶粒形貌会因石墨烯表面是否残留聚合物而不同。原位GIXRD测量表明，边朝上晶相(111)衍射峰强度随厚度的变化曲线在沉积初始阶段并不通过零点，暗示在表面-薄膜界面形成了对应1-2个分子层的初始润湿层。相比之下，面朝上晶相(111)衍射峰强度在整个沉积过程中随膜厚增加呈恒定速率增长。
关键词： 表面控制排列、分子取向、共轭寡聚物、掠入射X射线衍射、小π共轭分子、二维材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用外差检测振动和频生成光谱技术揭示巴比妥酸与三聚氰胺衍生物在气/水界面形成的超分子结构的氢键与分子取向
摘要： 我们通过外差检测振动和频生成（HD-VSFG）光谱研究了巴比妥酸（嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，BA）与两亲性三聚氰胺衍生物在气/水界面的超分子结构。原位HD-VSFG测量显示2300至2950 cm?1范围内存在一个宽的正向谱带。通过将实验结果与从头算分子动力学（AIMD）模拟进行对比，我们将该宽谱带归属为与三聚氰胺衍生物形成强氢键的BA的NH伸缩振动模式。此外，我们还报道了CO伸缩区域界面超分子结构的原位HD-VSFG光谱，识别出两个CO伸缩谱带。根据C=O谱带的符号，我们唯一确定了BA的取向。这些强氢键和分子取向是气/水界面基于互补氢键的超分子结构的直接证据。
关键词： 超分子结构、分子取向、巴比妥酸、三聚氰胺衍生物、氢键、气/水界面、外差检测振动和频生成光谱学
更新于2025-09-19 17:13:59
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染料分子及分子轨道的物理取向对固态染料敏化太阳能电池性能的影响
摘要： 染料敏化器件的性能取决于敏化剂（染料）的光子吸收和载流子注入特性。染料分子的取向会影响光子吸收截面、注入效率及载流子传输。本研究采用三种菁染料变体，在n-TiO?/染料/p-CuSCN异质结中探究这些效应。结果表明染料分子取向与短路光电流（Isc）存在关联，开路电压（Voc）亦受其影响。染料分子取向既影响光捕获效率，又阻碍空穴导体渗透至工作电极。此外还发现了电子-电子、电子-空穴、自旋耦合及HOMO/LUMO分布的累积效应。
关键词： 分子轨道、花菁染料、染料敏化太阳能电池、最高占据分子轨道/最低未占分子轨道、分子取向
更新于2025-09-16 10:30:52
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J-聚集体增强了非掺杂有机发光二极管中天蓝热激活延迟荧光发射体的电致发光性能
摘要： 开发了一种关键的热活化延迟荧光（TADF）发射体DspiroAc-TRZ，由于同时调控了聚集行为和单分子结构，该材料在非掺杂有机发光二极管（OLED）中展现出显著增强的电致发光性能。DspiroAc-TRZ晶体中精妙的非平面堆积模式不仅能实现高效的固态发光，还能形成松散的分子间堆积结构，大幅降低二聚体中HOMO或LUMO轨道重叠并缩短三重态激子扩散长度。此外，DspiroAc-TRZ中刚性的给体和受体单元可稳固分子主链，使激发态几何振动弛豫极小。值得注意的是，DspiroAc-TRZ单晶和非掺杂薄膜分别实现了78.5%和83.7%的高光致发光量子产率（PLQY）。非掺杂天蓝光TADF-OLED获得了25.7%的高外量子效率（EQE），高于迄今所有报道的非掺杂天蓝光TADF-OLED的EQE值。
关键词： 分子取向、非掺杂、热激活延迟荧光、有机电子学、有机发光二极管
更新于2025-09-12 10:27:22
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具有强核四极耦合分子的激光诱导动力学
摘要： 我们提出了一种计算激光诱导分子振转动力学的一般变分方法，该方法考虑了核四极耦合的超精细效应。该方案将通用变分方法TROVE（理论振转能级）与RichMol变分方法相结合——前者能为任意分子提供精确的振转超精细能级和波函数，后者专为存在外电场时的广义振转动力学模拟而设计。我们研究了核四极耦合对典型分子CFClBrI（其原子核具有较大四极常数）短脉冲激光排列效应的影响。在早期阶段（前几次振动态复苏期间），核四极相互作用对脉冲后分子动力学的影响可忽略不计；但在更长时间尺度上，该效应完全呈现负面作用且强烈依赖于激光强度。这种效应可通过不同振转超精细能带间超精细分裂核自旋态的非均匀间距，导致激光激发转动波包产生退相位来解释。
关键词： 激光诱导动力学、核四极耦合、振转动力学、超精细效应、分子取向
更新于2025-09-12 10:27:22
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XUV瞬态吸收光谱揭示分子里德伯态的对称性
摘要： 瞬态吸收光谱被广泛用于测量原子和分子的束缚态与准束缚态动力学。将该技术与阿秒脉冲结合扩展至极紫外（XUV）波段，有望实现前所未有的时间分辨率。本研究将该技术应用于空间定向排列的分子体系。XUV脉冲持续时间远短于分子保持定向排列的时间（通常<100飞秒）。但瞬态吸收并非瞬时探测手段——由于长寿命相干态会在皮秒至纳秒量级重新辐射，且旋转波包会发生退相位，这些相干态是否会在吸收光谱中显现、初始激发态的特性能否得以保留尚不明确。我们研究了N2和O2分子12至23电子伏特能区的里德伯态，成功确定了电子跃迁的偏振方向，从而识别出末态的对称性。
关键词： 瞬态吸收光谱、极紫外光、阿秒脉冲、分子取向、里德伯态
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用拉伸铁电聚合物薄膜进行压电能量收集的发电方向依赖性
摘要： 压电振动能量收集器采用单轴拉伸的聚偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物（P(VDF/TrFE)）薄膜制备，并研究了压电发电与分子取向之间的关系。通过偏振傅里叶变换红外光谱（FT-IR）测量评估了拉伸P(VDF/TrFE)薄膜中的分子取向。在拉伸薄膜中，P(VDF/TrFE)的主链沿拉伸方向排列。采用悬臂梁式能量收集器测量发现，拉伸P(VDF/TrFE)薄膜的压电特性和发电能力强烈依赖于其分子取向。悬臂梁纵向拉伸薄膜制成的能量收集器测得压电系数（e）为16.9 mC/m2，输出功率为222 nW，这些数值分别约为未拉伸元件的2.1倍和3.5倍。
关键词： 聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF/TrFE))、压电性、分子取向、能量收集、铁电聚合物
更新于2025-09-10 09:29:36
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纳米聚焦：红外振动晶体学实现纳米尺度分子取向可视化
摘要： 分子取向对于决定有机材料的光物理性质（如载流子和离子的迁移率）具有核心重要性。这些材料的取向依赖性特性进一步控制着它们在生物系统和电子设备（包括有机发光二极管和太阳能电池）中的功能。迄今为止，由于衍射极限响应、X射线与有机材料之间微弱的光子-物质相互作用或样品损伤，光学晶体学未能获得分子排列的高分辨率图像。来自科罗拉多大学博尔德分校和劳伦斯伯克利国家实验室的一组研究人员开发了一种名为红外散射型扫描近场光学显微镜（IR s-SNOM）的新映射技术，该技术能够识别小于数百纳米的亚域分子排列。
关键词： 红外振动晶体学、红外散射式近场光学显微镜、有机材料、分子取向、纳米尺度
更新于2025-09-09 09:28:46