博士后研究人员制作单层四苯分子晶体

石墨和金刚石是由一种叫做碳(C)的物质构成的。石墨烯是一层碳原子与石墨分离而成的。尽管它们由相同的原子组成,但根据原子的数量和排列方式,它们被归为完全不同的材料。欧洲杯足球竞彩最近,浦项工大的研究小组首次展示了夹在二维分子晶体(2dmc)之间的单层分子晶体。

刘舜民教授和具成贤博士候选人带领的研究小组与浦项工科大学化学系教授沈智勋、日本国立材料科学研究所合作,制作了单层四苯分子晶体(MC),并公布了其光学性质。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球这是迄今为止二维分子晶体领域的第一例。这项研究的结果最近发表在纳米快报,在纳米技术领域具有全球影响力的期刊。

2004年,曼彻斯特大学的安德烈·海姆(Andre Geim)的研究小组通过机械剥离将厚度只有一个碳原子的石墨烯从石墨中分离出来后,对2D材料的研究开始蓬勃发展。欧洲杯足球竞彩但它的发展有利于无机晶体的化学结合。分子晶体,如四苯,是由弱的范德华键组成的,所以很难把它们带到分子水平,在大气条件下非常不稳定。

为此,研究小组以石墨烯或六方氮化硼(hBN)等二维无机晶体为基材,成功构建了单层四烯晶体。此外,用干燥转印法覆盖hBN大大提高了其耐热性和耐光性。

采用原子力显微镜(AFM)和宽场光致发光成像技术,获得了几十微米大小的单层四苯晶体的二维形貌。研究小组利用偏振吸收和发射光谱显微镜结合SHG光谱对样品的电子结构进行了研究。

研究小组根据入射光的偏振特性获得了四苯晶体的吸收和发射光谱,发现在特定角度下吸收和发射均达到最大值。这意味着材料具有结晶性,并且可以通过吸收和发射实验确定四苯晶体的取向。此外,与3D晶体相比,Davydov分裂明显增加,这是表征2D晶体固有性质的一个指标。

在本研究中,通过将二维四苯晶体限制在六方氮化硼或石墨烯之间,保留了材料的结构,极大地提高了光稳定性。利用晶体的广域光致发光成像技术和光学二次谐波产生技术,可以在几十微米大小的四烯晶体单层膜上生长,并发现在氮化硼衬底上生长时具有特定的取向。研究小组通过第一性原理计算,确保了分层结构的理论有效性。

随着相同有机晶体的厚度可以主动调节物理性质的证实,有望广泛应用于使用有机晶体的OLED和有机光电能量转换。

“在四苯晶体中激子的非线性扩散,作为一项可以克服太阳能电池热力学效率限制的环保研究,正引起人们的关注。”柳善民教授解释说。他补充说,“二维四苯晶体可作为形成太阳能电池光吸收层的主要材料,并将成为研究低维分子晶体结构和性质的起点。”

来源:https://www.postech.ac.kr/eng/

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