大型多面体多层壳碳纳米颗粒中的闭合π电子网络

高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱揭示了astralen碳纳米颗粒的多面体多层富勒烯状结构。这些多面体由大的平坦石墨面组成，这些面通过具有五元环状结构的缺陷边缘区域连接。这些面由20-50层平面石墨烯片堆叠而成，片间距约为0.340 nm。颗粒及其平坦面的平均尺寸分别约为40 nm和15 nm。astralen颗粒被认为具有无缺陷的sp^2平坦面，所有缺陷都凝聚在其多面体边缘。多晶astralen样品的电子顺磁共振(EPR)谱显示出两个分量：一个非常宽的信号（DHpp > 1 T）和一个中心接近g = 2.00的不对称窄信号。后者由两条重叠的洛伦兹线组成。所有谱分量均与环境压力无关。当温度从T = 300 K降至4 K时，所有EPR信号的强度均无变化，显示出泡利顺磁性。在同一温度范围内，电子自旋-晶格弛豫时间T1e保持非常短。温度相关的13C核磁共振(NMR)测量得出核自旋-晶格弛豫时间T1n ~ T^-0.612。astralen的T1n(T)依赖关系中的指数介于金属行为（T1n ~ T^-1，Korringa关系）和半导体行为（T1n ~ T^-0.5）之间。astralen所有不寻常的磁共振特征都归因于离域载流子，其数量大大超过多面体边缘缺陷中局域化的自旋数量。