光功能材料科學（簡體書）

《中國科學院大學研究生教材系列：光功能材料科學》主要是光電功能材料及相應光電器件工作原理的闡述和分析。內容包括：熒光化學敏感器；有機光致發光材料與電致發光材料以及熒光探針和傳感器件；有機光致變色與電致變色材料；有機光折變材料的新進展；有機非線性光學材料與微納米加工技術與工程；新型光信息存儲原理、材料與器件；半導體、納米材料與分子器件；有機電致發光二極管（OLED）的研究及其進展；綠色能源化學——光電轉換原理、器件與太陽能的利用。
《中國科學院大學研究生教材系列：光功能材料科學》可供光電功能材料科學和光電子技術等領域的科學家、教師、工程技術人員使用，也可作為理工科相關專業高年級學生和研究生的教材或教學參考書。

《中國科學院大學研究生教材系列:光功能材料科學》以該課程的講義為藍本，在分子光化學的現代理論基礎上，闡述當代材料科學的發展趨勢和前沿狀況，以光、電功能材料科學的研究成果為中心，從材料分子的微觀物理化學性質出發，圍繞材料的功能特性和光、電等多功能集成性質展開論述，同時，還簡明地介紹了相關光、電器件的基本原理和構建方法。

前言

第1章光誘導電子轉移和電荷轉移及其在熒光化學敏感器中的應用
1.1概述
1.2分子內共軛的電荷轉移化合物的輻射衰變和非輻射衰變
1.3光誘導電子轉移及其在熒光化學敏感器工作機制中的重要性
1.4熒光化學敏感器（或稱傳感器）的研究
1.4.1報告器
1.4.2替續器
1.4.3接受體的原理和設計
1.4.4熒光化學傳感器
參考文獻

第2章有機光致變色與電致變色材料
2.1有機光致變色材料
2.1.1光致變色概述
2.1.2俘精酸酐家族化合物
2.1.3二芳基乙烯類光致變色體系
2.1.4吡喃類化合物
2.1.5螺吡喃和螺惡嗪
2.1.6光致變色席夫堿
2.1.7特殊環境中的光致變色
2.2電致變色材料
2.2.1引言
2.2.2電致變色材料的基礎參數
2.2.3在共軛高分子中電致變色的形成機制
2.2.4電致變色高分子的表徵方法
2.2.5電致變色高分子的多重顏色調控
2.2.6高分子電致變色器件
2.2.7展望
2.3光致變色與電致變色雙功能材料
2.3.1二芳基乙烯類雙功能材料
2.3.2螺惡嗪類雙功能材料
2.4光致變色與電致變色材料的應用
參考文獻

第3章高分子光折變材料研究進展
3.1概述
3.2高分子光折變材料的必要組分及性能表徵
3.2.1高分子光折變材料的必要組分及相互間能級關係
3.2.2高分子光折變材料的性能表徵
3.2.3外電場對高分子光折變材料的影響
3.3高分子光折變材料
3.3.1以非線性光學聚合物為基礎的高分子光折變材料
3.3.2以光導性聚合物為基礎的高分子光折變材料
3.3.3全功能型高分子光折變材料
3.3.4無定形小分子光折變材料
3.4高分子光折變材料中的取向增強作用
3.5高分子光折變材料展望
參考文獻

第4章有機非線性光學材料與微納米結構加工
4.1非線性光學效應的基本原理
4.1.1電介質中的光誘導極化和物質的非線性光學響應
4.1.2非線性光學效應與應用
4.2有機非線性光學材料
4.2.1有機非線性光學分子的分子設計
4.2.2有機二階非線性光學材料
4.2.3有機三階非線性光學材料
4.2.4有機高分子非線性光學材料應用
4.3激光微納米結構加工技術與應用
4.3.1雙光子過程
4.3.2激光微納米加工的基本原理
4.3.3雙光子聚合加工材料
4.3.4雙光子微納米結構加工
4.3.5微納米結構的應用前景
參考文獻

第5章新型光存儲原理、材料與器件
5.1光子型光存儲的原理和類型
……
第6章半導體納米材料與複合材料
第7章有機電致發光二極管的研究及其進展
第8章綠色能源化學——光電化學轉換太陽能

正如表6.3所示，一些自組裝復合體系（如PMo12／l，10—DAD和SiMo12／1，10—DAD）確實表現出了很高的光致變色響應值。事實上，70 nm厚的自組裝薄膜的光致變色響應值即與1 μm厚的MoO3薄膜相當，而幾十納米厚的MoO3薄膜光照前后卻只有微小的顏色變化。即使在氨基質子化的基片表面只沉積一層磷鉬酸時，我們也觀察到了光致變色現象。在紫外光的照射下，透明的薄膜變成淺藍色。圖6.14是單層膜在紫外可見區的吸收光譜圖。圖6.14（a）中的實線部分即為單層膜的光致變色曲線。這種顏色變化用帶有彩色CCD相機的顯微鏡也可以觀NNE圖6.14（b）]。當在磷鉬酸單層膜上再組裝一層有機胺分子后，薄膜的光致變色響應增加一倍，表明有機組分參與了變色反應，使被還原的鉬離子數成倍增加。這一顯著的性能對于器件的微型化，尤其是三維超高密度光存儲器件具有重要意義。
眾所周知，無論是在自組裝膜還是在過渡金屬氧化物膜中，質子、光生電子和空穴都在光致變色過程中起重要作用，自組裝膜的優良光致變色性能也可能與這些電荷的行為以及更有效地利用激發光有關。在過渡金屬氧化物膜中，光生空穴需要擴散到界面或表面以氧化吸附水或有機小分子，生成的質子在膜內剩余電子形成的電場作用下注入薄膜內部，與被還原的氧化物結合生成青銅化合物。很顯然，在這一過程中空穴和質子都存在一個質量傳輸步驟，很可能使光致變色活性受限。其次，M00。膜的光致變色響應隨著膜厚的增加而提高，并在膜厚達到光入射深度（1／a約為1 μm，a為吸收系數）時為最大，這意味著膜厚很可能和有效利用激發光相關。最后，像M00。這樣的寬禁帶氧化物半導體一般具有較小的電荷遷移率和比較短的空穴（少數載流子）擴散長度，因此能夠進行光化學反應的載流子主要是在耗盡層產生，也就是說只有接近表面或界面的很薄的一層M00。參與了光致變色反應。
而對于自組裝膜而言，情況就截然不同了。首先，要形成著色物種不需要空穴和質子的長距離傳輸；其次，與MoO3不同，因為尺寸較小，多酸團簇或納米顆粒中應該不存在耗盡層，可能全部光生載流子都參與了光化學反應。更重要的是，我們發現在潔凈的基底上沉積磷鉬酸分子時觀察不到明顯的光致變色響應，由此可以推斷只有與氨基頭基反應的鉬原子才是可光還原的。這里的質子不僅來源于有機胺（對于每層PMo12而言），而且來源于預處理的氨基硅烷（對于第一層PMo12而言）。再次，Moriguchi和Fendler認為在超薄自組裝膜中幾乎所有的多陰離子都具有電化學活性并對電致變色有貢獻，考慮到多酸的光致變色和電致變色的相似性，可以推斷自組裝膜中幾乎所有的多陰離子可能都具有光化學活性并參與了光致變色反應。