《光电功能材料与器件》课程教学大纲
课程代码（五号黑体）：MCHM3042（五号宋体） 课程性质：专业必修课程
授课对象：材料化学、功能材料等专业 开课学期：
总 学时：54学时 学 分：3学分
讲课学时：52学时 实验学时：0学时 实践学时：2学时 主讲教师：杨晓明
指定教材：王筱梅，《有机光电材料与器件》，化学工业出版社，2014年 参考书目（五号黑体）
5－20部左右（五号宋体）
刘恩科，《半导体物理学》， 电子工业出版社，2007年 黄昆半，《导体物理基础》， 科学出版社，1999年
李晔，《光化学基础与应用》， 化学工业出版社，2000年
刘亟须，《物理光学基础教程》， 北京理工大学出版社，2000年 朱建国，《电子与光电子材料》，国防工业出版社，2007年 刘云圻，《有机纳米与分子器件》，科学出版社，2010年
李文连，《有机光电子器件的原理、结构设计及其应用》，科学出版社，2012年
教学目的：（五号黑体）
本课程为材料化学专业和功能材料专业的专业必修课。通过本课程的学习使学生了解和掌握各种光电材料的基本原理、基本性质、制备技术，及光电子材料的现状及发展趋势有。了解和掌握光电子器件相关理论与器件物理，掌握有机发光二极管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、生物传感器等分子材料器件的基本类型、结构、工作机理、电学特性、电学特性参数表征及其应用，为光电器件的研究、设计及应用奠定理论基础。
第一章 物质吸收光谱与颜色（五号黑体） 课时：2.5周，共8课时（五号宋体）
教学内容
第一节 光的基本性质 光的波粒二象性 第二节 电子跃迁 一、基态与激发态
分子的基态与激发态的性质比较 二、电子跃迁类型
有机分子电子能级跃迁 三、跃迁允许与跃迁禁阻
电子跃迁允许与跃迁禁阻示意图 第三节 紫外-可见吸收光谱 一、吸收光的条件 能量要大于一定值 二、朗伯-比耳定律
样品对光波的吸光能力与该溶液的浓度和吸收层厚度成正比。 三、紫外-可见吸收光谱
在近紫外-可见-近红外光谱区域内，某一样品对不同波长单色光的吸收强度的变化情
况，简称吸收光谱。
四、紫外-可见吸收光谱仪
物质的紫外-可见吸收光谱可由紫外-可见吸收光谱仪测定。 第四节 影响紫外-可见吸收光谱的因素 一、常见术语
发色团、助色团、红移、蓝移、增色、减色、R带、K带、B带和E带，分子内电荷转移吸收带ICT带。 二、共轭效应
?-?共轭效应、p-?共轭效应、超共轭效应 三、空间效应 平面性效应 四、溶剂效应
分子的最大吸收峰位和摩尔吸光系数受溶剂极性影响的现象称为溶剂效应。 五、取代基效应
取代基的结构对分子吸收光谱产生影响，这一现象称为取代基效应。 六、浓度效应
物质的吸收光谱一般在很稀的溶液中测得，因为只有在很稀的溶液中才能避免分子间的相互作用，真实反映出分子的光谱行为。当浓度增大时，分子间的相互作用加强，常常导致吸收峰位红移、吸光度发生变化，这种现象称为浓度效应。 七、分子聚集体的吸收光谱
分子的聚集体通常可分为J-聚集体和H-聚集体。 第五节 分子结构与颜色 一、基本概念
吸收色与补色，?-?共轭效应与颜色，p-共轭效应与颜色 二、偶氮化合物
三、卟啉化合物
四、酞菁化合物
五、茋类化合物
第六节 染料的分类与应用 一、偶氮染料
二、蒽醌染料
三、靛族染料
四、芳甲烷类染料
五、菁系染料
六、酞菁染料
七、活性染料
思考题：
1、解释下列名词：基态、激发态、电子跃迁、吸收光谱、红移、蓝移、ICT吸收带。
第二章 物质荧光与荧光传感 课时：2.5周，共8课时
教学内容
第一节 激发态及其衰变 一、单线态、三线态
分子吸收一定频率光子可从基态跃迁至激发态，相应地，电子从基态能级跃迁至激发
态能级上，此时的电子有两种不同的排布情况。 二、激发态衰变（辐射衰变、非辐射衰变）
三、荧光、磷光
二、内转换（IC）和系间窜越（ISC）
三、激发态衰变能级图
第二节 荧光光谱 一、荧光发射光谱
荧光光谱分为荧光激发光谱与荧光发射发光谱两类，前者是固定发射波长，检测在一定的波长范围内待测样品的荧光强度；后者是固定激发波长，检测在一定的波长范围内待测样品的荧光强度。
二、荧光光谱一般特征
与吸收光谱呈镜像关系、斯托克斯位移、反斯托克斯位移。 三、荧光性质
荧光量子产率、荧光寿命、荧光速率常数。 第三节 影响荧光性质的因素 一、共轭效应
分子的共轭程度越大、荧光峰位红移越多，这种现象称为共轭效应。 二、平面效应
分子刚性的增加减弱了分子的振动弛豫，从而使分子的激发能不易因振动而以热能形
式释放，故有利于荧光产生。 三、取代基效应
荧光分子多半具有?-共轭母体结构，若在此结构上连接取代基，对荧光性质有着很大
的影响，这种现象称为取代基效应。 四、溶剂效应
荧光分子发射性质随溶剂极性不同而发生变化的现象。 五、浓度效应与聚焦态荧光
浓度淬灭现象、基态复合物或聚集体，激态复合物，聚集态荧光 六、其他因素
溶剂粘度、重原子效应和温度效应。
第四节 磷光发射
磷光强度、磷光寿命、重原子效应 第五节 辐射能量转移与非辐射能量转移 一、辐射能量转移
一个激发态分子通过辐射能量转移方式将其激发能传递给另一基态分子，自身回落至基态而使后者发光，这一能量转移过程称为辐射能量转移。 二、非辐射能量转移
激发态分子通过非辐射能量不发光转移方式将其激发能传递给受体分子A，这一过程不再有辐射现象发生。非辐射能量转移包括共振能量转移和电子交换能量转移两种形式。 三、Stern-Volmer猝灭方程
《光电功能材料与器件》课程教学大纲
