高分子光化学(复旦大学） 一、光化学基础

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1、高分子光化学原理与应用余英丰跃进楼425，Tel:65642865yfyu@fudan.edu.cn第一章光化学原理AdvancedPhotolithographyResolutionICChipPhotoresist[L&S][bitDRAM]1)PRcoating(PR)0.80μmG-line(436nm)SiwaferI-linehν0.50μm(365nm)2)UVexposure4~64Mphotomask0.40μmDRAMphotochemicalreaction0.35μm0.

2、25μmDUVlatentimagesR=64–256MDRAM0.20kλ/(NA)μm3)Development(alkalineKrFlaserdeveloper)0.18μm(248nm)256M–1G0.15μmDRAM4G–0.13μmDRAMPositive-toneimagesNegative-toneimages90nmArFlaser4)Etching(193nm)(PR65nmF2(157nmstripping)第一章光化学原理32nmEUV(13nm)发光二极管第一章光化

3、学原理光致变色第一章光化学原理光波导材料（光透明性高）光电材料第一章光化学原理光固化涂料第一章光化学原理光稳定、光降解第一章光化学原理绪论第一章光化学原理分子光化学是一门描述由于吸收光子而产生的物理、化学过程的学科。相对于热化学，分子光化学是完全不同的化学领域。但就其化学反应本身而言，有相同，也有不同之处：相同：是两者都可以应用反应分子中的电子再结合来解释化学反应。不同：热化学反应中分子的电子状态和光化学反应中激发分子的电子状态不同，所造成的化学反应能力可有很大的不同。第一章光化学原理ò光化学所

4、涉及的光的波长范围为100～1000纳米，即由紫外至近红外波段。ò加热使分子活化时，体系中分子能量的分布服从玻耳兹曼分布；而分子受到光激活时，原则上可以做到选择性激发，体系中分子能量的分布属于非平衡分布。ò光化学的初级过程是分子吸收光子使电子激发，分子由基态提升到激发态。分子中的电子状态、振动与转动状态都是量子化的，即相邻状态间的能量变化是不连续的。第一章光化学原理ò由于分子在一般条件下处于能量较低的稳定状态，称作基态。受到光照射后，如果分子能够吸收电磁辐射，就可以提升到能量较高的状态，称作激发

5、态。如果分子可以吸收不同波长的电磁辐射，就可以达到不同的激发态。ò激发态分子的寿命一般较短，而且激发态越高，其寿命越短，所以光化学主要与低激发态有关。第一章光化学原理光化学反应特点活化能低量子产率低产物复杂第一章光化学原理分子光化学两个基本定律一、Grotthuss—Draper定律：（也称作光化学活化原理）只有反应体系实际吸收的辐射才能引发反应，而透射的光是不能引发光化学反应的。（高分子光化学领域应用最多的是紫外光谱）第一章光化学原理二、Einstein—Stark定律：（也称为量子活化原理）

6、光化学反应是分子吸收一个光子后的结果，即一克分子物质活化需要一克分子光量子。注意：E—S定律适用于反应初级过程。量子产率φ：nThenumberofmoleculesappearingordisappearingφ==nThenumberofabsorbedphotonsph对于链式反应中φ可以很大，可达106以上。（例：hνHIH.＋I.φ＝2H.+HIH2+I.第一章光化学原理分子光化学过程的三个阶段1、分子吸收光子后形成电子激发态分子2、由激发态分子发生的初级光化学过程3、由初级光化学过程

7、产生的中间体发生次级或“黑暗”反应。（链式反应，光照引发反应后，停止后反应继续进行）第一章光化学原理波谱及能量分段第一章光化学原理第一章光化学原理第一章光化学原理第一章光化学原理高分子光化学是描述有机分子吸收光子后发生聚合以及高分子吸收光子后引起物理与化学过程的科学第一章光化学原理高分子光化学的特点1、高分子提供了微观、不均匀的光反应场，对光能的捕集、储存、转换及输送，光电荷分离产生了特殊效果2、高分子链化学结构、聚集态结构、高分子链运动、发色体在高分子链上结合方式、分散状态对决定这些发色团活性

8、、辐射与非辐射的光物理过程性质和相对重要性上产生很大影响第一章光化学原理本课程（高分子光化学原理及应用）内容ò引言ò光敏涂料ò光化学原理ò光致刻蚀剂ò高分子光物理ò聚合物光降解和光稳定ò光聚合ò光致发光在聚合物研究中的应用ò光交联反应ò光功能高分子第一章光化学原理参考资料ò《高分子光化学原理及应用》（主要参考书）（复旦大学出版社，李善君、纪才圭）ò《ModernMolecularPhotochemistry》(NicholasJ.Turro)ò《光化学原理》（[英]J。巴尔特洛甫，清华大学出版社