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N-苯基吩噻嗪和N-(2-吡啶基)吩噻嗪光物理过程的研究
摘要
N-苯基吩噻嗪和N-(2-吡啶基)吩噻嗪是两种广泛应用于有机光电子器件和光化学反应等领域的材料。本文通过文献综述的方式，介绍了N-苯基吩噻嗪和N-(2-吡啶基)吩噻嗪的光物理过程研究进展。主要包括两种化合物的结构、光谱性质、激发态、脱电子和能量转移等方面，同时阐述了它们的应用前景及研究现状。
关键词：N-苯基吩噻嗪；N-(2-吡啶基)吩噻嗪；光物理；激发态；脱电子；能量转移
一、导言
有机材料因其具有可控的光电性能、加工方便、透明性高等特点，已成为光电子技术与光化学反应研究中的重要材料之一。N-苯基吩噻嗪（NBT）和N-(2-吡啶基)吩噻嗪（PBT）是典型的有机材料，在生物传感、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域得到广泛的应用[1]。本文将从结构、光谱性质、激发态、脱电子和能量转移等方面介绍这两种有机化合物的光物理过程研究现状，并对其发展前景进行讨论。
二、N-苯基吩噻嗪的结构与光谱性质
N-苯基吩噻嗪的化学式为C13H8N2S，分子量为232.28g/mol，其结构如图1所示。其紫外-可见吸收光谱有两个典型的吸收峰，分别位于242nm和272nm，这两个峰主要是由分子的π-π*过渡带引起的[2]。N-苯基吩噻嗪在荧光光谱中表现出单一的荧光光谱峰，发射峰位于450nm附近[3]。同时，N-苯基吩噻嗪具有良好的分子膜形成能力，在有机场效应晶体管等领域得到广泛应用。
图1N-苯基吩噻嗪分子结构
三、N-苯基吩噻嗪的激发态和脱电子
在400-450nm范围内的激发下，N-苯基吩噻嗪的分子会发生π-π*过渡，从基态发射到第一激发态。该激发态具有很强的性质，是由很多激子形成的[4]。此外，N-苯基吩噻嗪还可形成带电离子，如正离子和负离子[5]。以负离子为例，当N-苯基吩噻嗪吸收大量光子时，其上的取代基会开始逐渐失去，进而形成一个负离子。该过程又称为脱电子，同时也是化学反应和光生物学反应中常见的过程之一。
四、N-苯基吩噻嗪的能量转移
能量转移是指光的能量从一个分子传递到另一个分子的过程。N-苯基吩噻嗪是一种常规的能量转移体系，与多种分子如难光电荷转移（ICT）分子和荧光染料分子之间均能发生能量转移[6]。N-苯基吩噻嗪吸收紫外线后，它的激散发给与它相互作用的一些物质，而这些物质可能会通过化学反应或电子跃迁的形式将这些能量传递给其他分子。
五、N-(2-吡啶基)吩噻嗪的结构与光谱性质
N-(2-吡啶基)吩噻嗪的化学式为C13H9N3S，分子量为239.30g/mol，其结构如图2所示。该化合物在紫外和可见光区都有一个吸收峰，吸收峰大约在360nm，发射谱有两个峰位于470和520nm附近[7]。N-(2-吡啶基)吩噻嗪是一种可调控荧光光谱的分子，具有很高的潜力在太阳能电池和生物传感器等领域中应用。
图2N-(2-吡啶基)吩噻嗪分子结构
六、N-(2-吡啶基)吩噻嗪的激发态和脱电子
在刺激下，N-(2-吡啶基)吩噻嗪可以形成多种激发态，如S1和T1态[8]。同时，该化合物也可以通过脱电子形成带正离子和带负离子[9]。脱电子是一种重要的光化学反应，因为它能够引导电子流，促进电子传递等各类自由基反应，通过这些反应来进一步理解复杂有机化合物的结构和功能。
七、N-(2-吡啶基)吩噻嗪的能量转移
N-(2-吡啶基)吩噻嗪与含有复杂结构的分子可以发生光学或化学能量转移[10]。在与某些染料分子结合后，该化合物的荧光光谱会发生显著的改变，从而使其在传感器制备和化学日报中有很高的应用潜力[11]。同时，N-(2-吡啶基)吩噻嗪还可用于有机太阳能电池和有机场效应晶体管的应用中[12]。
八、总结
总的来说，N-苯基吩噻嗪和N-(2-吡啶基)吩噻嗪都是典型的有机材料，在生物传感、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域有着广泛的应用。它们的光物理过程涵盖了结构、光谱性质、激发态、脱电子和能量转移等方面，对于深入理解有机材料的特性和功能有着重要的作用。但是目前，这两种化合物的研究仍处于起步阶段，有待进一步加强相关研究，以充分挖掘它们在各个领域的应用潜力。
参考文献
1.Aramaki,S.,Yoshizaki,S.,&Matsunaga,Y.(2015).Synthesis,properties,andapplicationofN,N′-dialkyperylene-3,4,9,10-tetracarboxylicdiimides.JournalofMaterialsChemistryC,3(5),873-883.
2.Wang,T.,Zeng,Z.,&Huang,L.(2018).One-stepstrategytoimprovecrystalqualityandperformanceoforgani