揭示典型线性碳链中的早期激发态弛豫过程

由 sp 杂化碳原子组成的一维（1D）线性纳米结构，作为典型同素异形体卡宾的衍生物，被预测具有出色的力学、热学和电学性质。尽管近期合成方面取得了进展，它们的化学和物理性质仍知之甚少。在此，我们研究了典型聚炔（即具有交替单键和三键的 1D 链）的光物理，作为有限碳链的最简单模型和 sp 碳基链的原型。我们对通过液相激光烧蚀合成的单体分散氢封端六炔 H$-$(C$\equiv$C)$_6-$H 进行了高时间分辨率（<30 fs）的瞬态吸收实验。在基于基态密度泛函理论（DFT）和激发态含时（TD）-DFT 计算的详细计算研究支持下，我们提供了光激发后早期激发态弛豫过程的全面描述。我们表明，从明亮的高能单重激发态到低位单重暗态的内转换是超快的，以 200 fs 的时间常数发生，随后在皮秒时间尺度上热化，并以数百皮秒的时间常数发生低能单重态的衰减。我们还表明，这些过程的时间尺度不依赖于封端 sp 碳链的两端基团。理解聚炔中的初级光诱导事件，对于基础认知以及低维纳米结构碳基材料的潜在光电子和光捕获应用都至关重要。