课程大纲

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光化学原理及应用

课程编码:070304M05001H 英文名称:Principles and Applications of Photochemistry 课时:50 学分:3.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:田志远

教学目的要求
本课程主要是为光化学及有机光电材料类专业研究生开设的专业普及课, 也可作为光功能探针与生物(环境)分析、光电器件等相关专业研究生的选修课。课程主要内容为光化学与光物理原理、以及这些原理在有机光电功能材料中的应用。主要包括:光化学与光物理基础;典型有机半导体材料中的合成与特性;有机光电功能材料在实际电子器件中的各种应用,如有机电致发光、有机光生伏打电池、荧光调制与超高分辨荧光影像、有机半导体激光器;有机光学传感等。要求学生学习该课程后熟悉光化学这门交叉学科的丰富内容及其与物理、材料、生物、电子信息等学科领域的关系,并了解相关研究领域如太阳能电池、有机激光、基于光化学/光物理机制的超高分辨荧光影像等的最新研究方向与热点。

预修课程
物理化学,有机固体,有机光化学

大纲内容
第一章 绪论-基本概念 4学时 田志远
第1节 光化学发展简史
第2节 光的量子化特征
第3节 光与物质的相互作用
第4节 光化学中的中要概念(光子、激子、载流子等)
第二章 光化学与光物理基础 8学时 田志远
第1节 光的吸收与电子激发态-定律、规则、效应、机制
第2节 电子跃迁选择规律与光谱
第3节 单重态与三重态的量子力学表示、能级、性质
第4节 激发态的失活、激发态的辐射过程与光谱
第5节 激发态的光物理过程的定量分析与表征
第6节 激发态分子能量转移过程及影响因素
第三章 有机光电材料中的光、电、能量关系 4学时 田志远
第1节 激子的类型、产生、传输、扩散及有机材料的发光过程
第2节 分子构象、环境因素等对发光行为的影响
第3节 有机材料中载流子的类型及表征
第4节 有机材料中的能级及相关概念
第四章 有机半导体材料的合成与性能 6学时 田志远
第1节 典型的有机半导体材料及构筑单元
第2节 有机半导体材料的电子结构特征
第3节 有机半导体材料的设计合成
第4节 基于偶联反应合成有机半导体材料
第五章 有机电致发光二极管(OLED) 6学时 田志远
第1节 OLED结构及电-光转换工作原理
第2节 小分子OLED、聚合物OLED器件、磷光发射OLED的结构
第3节 OLED中的功能组份(电极、载流子注入与传输)
第4节 OLED中的发光组份构-效关系
第六章 有机光生伏打电池(OPVC) 6学时 田志远
第1节 光伏电池的分类及各自特点
第2节 OPVC结构及光-电转换工作原理及发展历程
第3节 OPVC器件涉及到的功能组份及相关特性
第4节 OPVC器件的性能评估
第七章 荧光调制与超分辨荧光影像 6学时 田志远
第1节 荧光调制,荧光开关类型、特征及机制
第2节 荧光开关探针的设计与构建
第3节 超分辨荧光显微成像(STED、STORM、PALM)
第4节 超分辨荧光显微成像的关键机制及时间/空间分辨率
第八章 有机激光 5学时 田志远
第1节 激光的历史、激光原理与爱因斯坦受激辐射理论
第2节 有机激光增益材料及其能级系统
第3节 光泵浦、电泵浦有机激光器
第九章 有机光学传感 5学时 田志远
第1节 有机光学传感、荧光传感的机制及特点
第2节 有机光学传感材料-构效关系
第3节 不同类型的有机光学传感器及应用

参考书

课程教师信息
首席 田志远教授 校本部