近年来,有机光电材料高速发展,随着人们对光电材料的研究不断深入,很多新型光电材料不断出现,比如室温磷光材料、热激活延迟荧光材料、力致变色材料、光致变色材料等。其中光致变色材料因其特殊的光物理性能受到越来越多的关注,目前已在在光电子器件、药物给药系统、分子数据存储、表面纳米器件、电化学配件等多个领域得到了广泛的应用,被公认为最具有应用前景的功能性材料之一。虽然已有大量的光致变色分子被报道,但是因为受限于分子的热可逆性,仍仅有少数光致变色分子能够被实际应用。在众多光致变色分子中,二芳基乙烯衍生物因其开、闭环异构体均有较好的热稳定性以及抗疲劳性能受到了研究者的注意。此外,一些二芳基乙烯衍生物的光致变色反应甚至可以在晶相中发生,进而导致晶体的形态发生变化,从而使其能够在光驱动器中得到应用。因此二芳基乙烯类材料的研究在近几年得到了进一步的发展。然而,目前很多新型光致变色材料的发光机制仍缺乏完善的理论支持,光致变色反应机理和光物理过程仍需进一步讨论。本论文通过结合密度泛函和含时密度泛函（DFT/TDDFT）理论对芳基乙烯类化合物的发光机理和光物理过程进行了探讨,为此类光致变色材料的发展提供进一步的理论支持。本论文主要研究内容如下:1.基于实验上报道的一种具有光致变色性质的螺-二芳基乙烯衍生物（SpiroDAE）,利用密度泛函理论/含时密度泛函理论（DFT/TD-DFT）对其几何、电子结构及激发态性质进行了计算。通过比较开环、闭环异构体的几何、电子结构,初步判断光环化反应可能发生在激发态上。利用TDDFT方法对第一激发单重态的结构进行限制性优化,确定了过渡态*TS1的存在,提出了Spiro-DAE光环化反应的一条反应路径。通过过渡态较低的反应能垒（3.4 kcal/mol）和驰豫的势能曲线扫描图进一步证明了该路径的可行性。同时,通过对吸收和发射性质的讨论不仅解释了Spiro-DAE的多色荧光性能,还表明了二氢吖啶基团在光物理过程中的重要作用。此外,通过重组能、黄昆因子、辐射速率常数和非辐射衰减速率常数的计算,进一步对光环化反应速率进行了探究。2.近期,唐本忠院士课题组发表的一篇文章认为在稀溶液的非辐射路径中光环化起主导作用,而在固态中的发射增强则与光环化受到抑制有关。结合量子力学和分子力学（QM/MM）方法模拟了SIP-2分子在四氢呋喃（THF）溶液中以及固态下的分子结构和吸收光谱,分别计算了溶液和固态下的辐射和非辐射速率,并且通过HR因子和重组能的计算进一步分析了苯环振动和转动对非辐射过程的贡献。此外,还分析了SIP-2分子光环化过程的反应机理,通过比较固态下和溶液状态下的结果分析了光致变色对SIP-2聚集诱导作用的影响。