石墨炔分子片段中依赖拓扑的共轭效应
材料科学
2021-08-03 v2
摘要
石墨炔（GDYs）作为基于 sp2 杂化芳香环并通过 sp 杂化乙炔线型连接键连接的二维碳结构，因其独特的性质和广阔的应用前景而日益受到关注。在这些材料中，结构特征影响 π 电子共轭程度，从而导致不同的电子、光学和振动性质。特别是，sp 与 sp2 域之间的拓扑、连接性以及体系尺寸如何与最终性质相关联，对于理解结构-性质关系以及通过合理结构设计来调控性质至关重要。通过采用基于密度泛函理论计算的计算方法，我们在此研究一类作为扩展结构构建块模型的 1D 和 2D GDY 分子片段中的结构-性质关系。通过分析结构如何调控这些体系中的 π 电子共轭，发现 HOMO-LUMO 带隙依赖于线型 sp 域与芳香单元之间特殊的拓扑和连接。计算了一个拓扑指示量，显示出与带隙以及拉曼光谱中主要振动模频率的趋势关系。我们的发现有助于指导新型基于 GDY 的 sp-sp2 碳材料的分子设计，旨在通过精确控制结构来调控其性质。
引用
@article{arxiv.2101.03324,
title = {Topology-dependent conjugation effects in graphdiyne molecular fragments},
author = {Patrick Serafini and Alberto Milani and Matteo Tommasini and Carlo E. Bottani and Carlo S. Casari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03324},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 5 figures