在有机电子学领域研究中,高的器件效率是该领域研究者们普遍研究的重点,而如今对于发光材料的研究已经转化为追求光电性能多样性上。早期传统的仅含C、H元素的有机发光材料在结构上的改变已经很难满足该领域对发光材料多样光电性质的要求。杂原子的引入为发光材料多样化光电性质提供了可能,其中一大类就是杂芴类材料。由于杂芴其特殊的化学结构,所带来的特殊的光物理性质,如能隙可调,良好的热、光谱稳定性,高的发光和量子效率,良好的载流子迁移率等,在有机电子学领域有很多方面的应用。寻找具有多样化光电性质的杂芴类发光材料仍然是该领域值得继续深入研究的内容。本论文旨在拓宽杂芴材料面的同时进一步研究杂芴类发光材料的光电学性质及应用。设计合成了一系列具有特定结构的杂芴小分子材料,并通过结构测试表征、模拟计算、光物理性能测试及相关器件表征,对所合成的杂芴材料进行了分子结构与材料性能之间关系的研究。具体分为以下几个部分:1)设计、合成了一系列芳基苯基单键修饰的磷芴小分子光电功能材料,通过实验和量子化学计算详细研究了该类材料的基本的光物理性质,探索了该类材料作为蓝光材料在有机电致发光器件方面的应用。研究发现,该类材料具有比较良好的电子注入能力,高的荧光量子效率,良好的稳定性与溶解性,是比较优秀的蓝色荧光材料。2)设计、合成了一系列芘封端的杂芴小分子光电功能材料,结合理论计算,我们详细的研究了材料不同杂芴核心单元所具有的特殊的光物理性质,并探索了该类材料作为蓝色发光材料的应用前景。研究发现,该类材料在溶液下具有非常高的荧光量子效率,而其能级在器件制备中拥有比较好的匹配度,非常适合空穴与电子的注入。3)通过设计、改进优化的合成路线,从线性苯结构入手,采用过度金属催化的方法,高产率的合成了多稠环桥联硅芴材料,并通过理论与实验相结合的方法对多稠环桥联硅芴进行了基本的光物理性质研究,为多稠环硅芴相关领域的研究提供了一定的基础。