光功能材料理论基础（包春燕）

《光功能材料理论基础》是根据华东理工大学化学与分子工程学院新工科 “精细化工专业”教学基本内容的要求而编写的。主要目的是让学生加深理论基础知识认识的同时，能够对光功能材料的概念、分子设计理论、物理和化学性质，以及它们在集成光学、材料、能源、生物医药方面的应用有一定程度的了解，拓宽学生的知识面，为后续课程的学习与研究打好理论基础。全书总共分为 7章，包括量子化学基础、光化学原理、激发态能量转移与电子转移、有机光致变色材料、有机发光材料、有机非线性光学材料和光电转换功能材料。每章末均附有思考题和参考文献。 本书可作为应用化学专业、精细化工专业及相关专业学生学习光功能材料理论知识的教材或教学参考用书，也可供有关科研工作者参考。

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第1章 量子化学基础 1 1.1概述 1 1.2量子化学发展历史 2 1.3量子力学基本原理3 1.3.1波粒二象性 3 1.3.2量子力学的基本假定 4 1.4不确定性原理 9 1.5价键理论 9 1.5.1经典共价学说 9 1.5.2价键理论的源头 10 1.5.3价键理论的发展 14 1.6 分子轨道理论 21 1.6.1原子轨道 22 1.6.2分子轨道 27 1.6.3分子轨道理论要点 30 1.6.4休克尔分子轨道法 37 1.6.5前线轨道理论 40 1.7密度泛函理论 43 思考题 44 参考文献 45 第2章 光化学原理 46 2.1 光化学基础 46 2.1.1四大基本定律 46 2.1.2电子激发 47 2.1.3分子激发态的衰减和失活 48 2.1.4辐射跃迁与无辐射跃迁 49 2.1.5分子间能量传递 49 2.1.6光化学量子效率 50 2.2 激发态猝灭动力学 51 2.2.1斯顿-伏尔莫公式 51 2.2.2激发态寿命 52 2.3 超分子光物理与光化学过程 53 2.3.1超分子光化学 53 2.3.2光物理和光化学过程的研究方法 54 思考题 55 参考文献 55 第3章 激发态能量转移与电子转移 56 3.1 光致电子转移 56 3.1.1电子转移自由能.G的变化 57 3.1.2Weller理论与Marcus理论的比较 59 3.1.3势能面 60 3.1.4Franck-Condon原理 60 3.1.5激基缔合物和激基复合物 61 3.2 光致能量转移62 3.2.1能量转移基本理论 62 3.2.2能量转移的研究方法 67 3.2.3能量转移的典型实例 73 3.3 能量转移与电子转移的竞争 75 3.3.1双组分体系中的能量转移和电子转移 75 3.3.2能量转移理论 77 3.3.3电子转移过程 79 3.3.4能量转移与电子转移的动力学处理 79 3.3.5能量转移与电子转移竞争的实例 81 思考题 82 参考文献 83 第4章 有机光致变色材料 84 4.1光致变色理论基础 84 4.1.1开关环光致变色及其势垒 86 4.1.2基团迁移光致变色及其势垒 87 4.2重要的光致变色体系 90 4.2.1质子转移光致变色体系 91 4.2.2反式-顺式光异构化光致变色体系 91 4.2.3分子均裂光致变色体系 92 4.2.4环化光致变色体系 93 4.3光致变色材料的应用 97 4.3.1光信息存储 97 4.3.2光致变色信息存储器件 98 4.3.3应用于信息存储中的光致变色化合物 99 4.3.4生物分子活性的光调控 104 4.3.5防护和装饰材料 107 4.3.6防伪和伪装材料 109 思考题 112 参考文献 112 第5章 有机发光材料 114 5.1光致发光材料 114 5.1.1光致发光基本原理 114 5.1.2影响荧光的主要因素 115 5.1.3发光量子效率与发光强度117 5.1.4聚集诱导发光 120 5.1.5荧光探针121 5.1.6荧光化学敏感器 124 5.2电致发光材料与器件 128 5.2.1无机电致发光材料与器件129 5.2.2无机粉末电致发光材料与器件 130 5.2.3无机薄膜电致发光材料与器件 136 5.2.4无机单晶电致发光材料与器件 138 5.2.5有机电致发光材料与器件142 5.2.6OLED器件性能 148 5.2.7OLED应用展望 150 5.3化学发光 151 5.3.1化学发光基本原理 151 5.3.2生物系统化学发光 152 5.3.3化学发光免疫分析 154 5.3.4电化学发光158 5.4机械发光 162 5.4.1机械发光的简介 162 5.4.2机械发光的分类 163 5.4.3机械发光材料的发光机理163 5.4.4机械发光材料的研究现状与应用 164 5.4.5机械发光变色材料 166 思考题 170 参考文献 170 第6章 有机非线性光学材料 171 6.1有机非线性光学材料的原理和设计 171 6.1.1概述 171 6.1.2非线性光学效应 172 6.1.3光折变效应 175 6.1.4有机非线性光学材料的分子设计 176 6.1.5非线性光学性质计算方法 180 6.2有机非线性光学材料 183 6.2.1有机二阶非线性光学晶体 184 6.2.2有机高分子二阶非线性光学材料 188 6.2.3有机三阶非线性光学材料 194 6.3有机非线性光学器件 197 6.3.1电光器件 197 6.3.2空间光调制器 202 思考题 206 参考文献 207 第7章 光电转换功能材料 208 7.1概述 208 7.2光电导材料 208 7.2.1电荷产生材料 209 7.2.2空穴传输材料 210 7.2.3电子传输材料 211 7.3光电动势（光伏）有机材料及其在太阳能电池上的应用 212 7.3.1太阳能电池的评价参数 212 7.3.2有机小分子太阳能电池材料 214 7.3.3染料敏化太阳能电池材料 236 思考题 245 参考文献 246