交叉共轭分子的电子转移性质与量子相干效应研究

交叉共轭分子是一类具有特殊结构的共轭有机分子，近期理论计算研究揭示了这类分子在电子输运过程中的量子相干效应，显示了其优异的分子电子学性能。本项目将设计、合成一系列以交叉共轭分子作为桥体的电活性化合物，并在金电极表面自组装电活性单分子膜，测定界面电子转移动力学参数（电子转移标准速率常数、电子耦合矩阵元和电子转移速率的衰减因子）；通过与相应的线性共轭结构电活性化合物的电子转移动力学参数对比，研究交叉共轭分子在电子转移过程中的量子相干效应；使用交叉共轭基团对低聚苯乙炔分子进行结构修饰，利用其量子相干效应对低聚苯乙炔的电子传输性能进行调控，为这类化合物在分子电子器件中的应用建立合理的分子模型。本项目是通过实验方法对交叉共轭分子的量子相干效应和电子转移性质进行研究，将在实验基础上阐明这类分子特殊的电子结构与电子传输性能之间的关系，并将对它们在分子电子器件中的应用提供实验依据。

超分子自组装是组装基元通过非共价键相互作用自发地形成特定结构的过程，是创造具有新结构和功能的有序分子聚集体的重要手段。利用不同功能基团进行修饰合成了一系列能够响应不同外界刺激的有机小分子凝胶因子，通过酸碱、光以及有机小分子等外界因素实现了对超分子自组装体系的发光、颜色、物理状态和微观结构的调控；探讨了分子结构与形成自组装聚集体结构之间的构效关系，分子结构的改变直接影响到分子间非共价键作用、进一步影响到分子间的定向排列；探索了外界刺激条件下分子结构发生转变的机理，揭示了外界刺激与功能化凝胶响应表达之间的内在关系。