研究人员研究碳化合物的光学带隙

碳炔有哪些光物理性质?这是弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学 (FAU)、加拿大阿尔伯塔大学和瑞士洛桑联邦理工学院的科学家进行的研究主题，从而对这些特性有了更深入的了解这种不寻常的碳形式。他们的研究结果现已发表在最新一期的《自然通讯》杂志上。

“碳在元素周期表中具有非常特殊的地位，并且由于它可以形成极其大量的化合物，它构成了所有生命形式的基础，”该委员会主席的 Dirk M. Guldi 教授解释说。 FAU的物理化学我。“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会。”

具有非凡性能的材料

卡宾是碳的变体，称为同素异形体。它是合成制造的，包含一个单一的非常长的碳原子链，被认为是一种具有极其有趣的电子和机械性能的材料。“然而，碳在这种形式下具有高水平的反应性，”来自 EPFL 的 Clémence Corminboef 教授强调说。“如此长的链极不稳定，因此很难表征。”

尽管如此，国际研究团队还是使用迂回路线成功地对链条进行了表征。由 FAU 的 Dirk M. Guldi 教授、Clémence Corminboeuf 教授、EPFL 的 Holger Frauenrath 教授和阿尔伯塔大学的 Rik R. Tykwinski 教授领导的科学家们对现有的光物理假设提出了质疑碳炔的性质并获得了新的见解。

在他们的研究中，该团队主要关注所谓的寡核苷酸。“我们可以制造特定长度的碳炔链，并通过在链的末端添加一种由原子制成的缓冲器来保护它们免于分解。这类化合物具有足够的化学稳定性，被称为低聚炔，”博士解释说。 . 来自 EPFL 的 Holger Frauenrath。

使用光学带隙

研究人员专门制造了两个系列的具有不同对称性和多达 24 个交替三键和单键的寡聚物。使用光谱学，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，我们能够确定寡炔从激发态到其原始初始状态的整个失活过程背后的机制，并且由于我们获得的数据，我们能够对卡炔的性质进行预测， ” 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以前假设的要小得多。带隙是半导体物理学领域的一个术语，描述了晶体、金属和半导体的导电性。“这是一个巨大的优势，”古尔迪教授说。“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一重要特性。由于其优异的光物理性能，未来卡宾可以与硅结合使用。

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