2020年11月18日
碳炔有哪些光物理特性?——这是由Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)、加拿大阿尔伯塔大学和瑞士洛桑综合理工学院Fédérale的科学家进行的研究课题，这让我们对这种不同寻常的碳的性质有了更深入的了解。他们的发现已经发表在最新一期的杂志上自然通讯。
FAU物理化学I主席Dirk M. Guldi教授解释说:“碳在元素周期表中有非常特殊的地位，由于它可以形成极其大量的化合物，所以它是所有生命形式的基础。”“最著名的例子是三维石墨和金刚石。然而，二维石墨烯、一维纳米管和零维纳米点也为未来的电子应用开辟了新的机遇。”
具有非凡性能的材料
碳炔是碳的一种修饰，称为同素异形体。它是合成制造的，由一个单一的和很长的碳原子链组成，被认为是一种具有极有趣的电子和机械性能的材料。
“然而，这种形式的碳有很高的反应活性，”EPFL的Clémence Corminboef教授强调。“这种长链非常不稳定，因此很难确定。”
尽管如此，国际研究小组还是成功地用迂回路线来描述这些连锁。由FAU的Dirk M. Guldi教授、Clémence Corminboeuf教授、EPFL的Holger Frauenrath教授和Alberta大学的Rik R. Tykwinski教授领导的科学家们对碳yne的光物理性质的现有假设提出了质疑，并获得了新的见解。
在他们的研究中，研究小组主要集中在寡聚物上。“我们可以制造特定长度的碳炔链，通过在链的末端添加一种由原子组成的保险杠来保护它们不被分解。”
EPFL的Holger Frauenrath教授解释说，这类化合物具有足够的化学稳定性，被称为低聚物。
使用光学带隙
研究人员专门制造了两个系列的低聚糖，其对称性不同，并且有多达24个交替的三键和单键。利用光谱学，他们随后跟踪了相关分子从光激发到完全弛豫的失活过程。
“因此，我们能够确定寡聚物从激发态到初始状态的整个失活过程背后的机制，感谢我们获得的数据，我们能够对碳炔的性质做出预测，”阿尔伯塔大学的Rik R. Tykwinski教授总结道。
一个重要的发现是，所谓的光学带隙实际上比之前假设的要小得多。带隙是半导体物理学领域的一个术语，描述晶体、金属和半导体的电导率。这是一个巨大的优势Guldi教授说。
“带隙越小，导电所需的能量就越少。”例如，用于微芯片和太阳能电池的硅就具有这种重要的特性。由于其优异的光物理性能，碳炔在未来有可能与硅结合使用。
来源:https://www.fau.eu/