写的美国化学学会杂志》上来自西班牙,一个研究小组研究了Aza-Triangulene的合成和性质。他们的研究打开捏造的可能性小说烃结构包括活性分子开壳层尖端在先进材料科学研究中的应用。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
研究:Aza-Triangulene:表面合成和电子和磁性。图片来源:梅Kastelic / Shutterstock.com
Triangulene是什么?
理论上设计了1953年,triangulene已经收到了重大的研究关注。Triangulene是最小的triplet-ground-state polybenzenoid。这双游离基是由六个苯环上,形成一个平面三角形的分子。这个分子有偶数碳原子但π-electrons配对是不可能的。这意味着,形成一个封闭外壳结构无法实现。
未配对电子的分子导致它具有高反应活性,也就是说,其由传统的液相化学合成方法是有问题的。Triangulene分子已经被研究者称为碳碎片,第一个成功的合成这种材料是在2017年报道的。一个不稳定的分子,未来可能利用triangulene包括微电子领域的应用。
合成Triangulene
最近,表面合成方法合成triangulene发展起来。这些方法在超高真空条件下进行。使用这些技术,科学家可以合成活性的碳基结构,包含π-radicals。一个合理设计的前体物质在高温条件下退火催化表面,形成目标产品。
产品的结构准备使用现场合成方法已经精确分类使用技术,如原子力光谱和无触点bond-resolving STM。此外,近藤共振的观察,单独占领/未占据分子轨道和自旋反转作用已经证实了开壳层triangulene及其衍生产品的特征。
杂原子掺杂可以改变电子和碳基材料的磁特性包括triangulene。欧洲杯足球竞彩一个例子就是特定的碳原子与氮的替换,增加了π-electron,结果在不同的基态自旋比无掺杂triangulene多样性。
研究:综合Aza-Triangulene并调查其属性
尽管理论预测,综合aza-triangulene仍然难以捉摸。写的美国化学学会杂志》上,研究人员已经成功地合成这些材料并研究其属性。理论预测材料表明比传统triangulene大力更有利。作者报道的合成氮掺杂aza-triangulene使用现场合成非盟(111)和Ag(111)基板。
作者以前的工作的都集中在一个合成方法相结合原子氢反应退火紧随其后。这项工作表明,该方法有效消除氧原子从ketone-substituted石墨烯带的制作都在非盟(111)。这启发了作者采用类似的方法为ketone-substituted aza-triangulene前体物质。导致完全或部分脱氧方法的前体物质。
副产物、中间体和最终aza-triangulene 7产品后续tip-induced删除产生的氢原子从准备材料。欧洲杯足球竞彩他们的研究结果表明电子的捐赠非盟(111)衬底,导致三联体基态。相反,Ag)(111)表面aza-triangulene捐赠的一个电子,导致封闭外壳基态。
高盟(111)衬底表面的功函数和碳氢化合物的最高占据分子轨道结构的低结合能解释电荷转移,随着石墨氮n-doping替代品的影响。类似的电荷转移过程中观察到其他nitrogen-doped分子在非盟(111)衬底。相比之下,这些行为并没有观察到在无掺杂triangulene,证实了低电离的aza-triangulene而未被取代的和扩展triangulenes。
电子性质
在磁性、电子性质的aza-triangulene费米能级被作者调查。缺乏近藤共振和自旋激发aza-triangulene准备Ag)(111)衬底上显示一个电子从aza-triangulene衬底。提出一个封闭外壳基态。Aza-triangulene变得封闭外壳上添加一个额外的电子。
电导的地图7+和7- - - - - -triangulenes实质上不同,而计算DOS最低未占据的轨道几乎是相同的。作者指出,计算进行了独立的分子,但是在两个不同的底物获得的实验数据。这表明两个系统可能会以不同的方式影响molecule-substrate杂交的影响。
作者提出了一个简单的化学的对称性与分子的电荷状态。准备aza-triangulene采用构象,最小化未配对电子的共振结构和对称。材料产生局部的指控。反过来,一个三倍对称的构象是采用分子。这种构象导致电荷离域,导致封闭外壳或开壳层结构。
进一步的阅读
王,T et al。(2022)Aza-Triangulene:表面合成和电子和磁性(在线)美国化学学会杂志》上| acs.pubs.org。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12618
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