本文設(shè)計(jì)合成了一類新型的扭曲的帶狀納米石墨烯，并對其光學(xué)和電化學(xué)性能進(jìn)行評估，指出其結(jié)構(gòu)特性與雙光子吸收(TPA)響應(yīng)和電化學(xué)帶隙之間存在著前所未有的相關(guān)性。我們制備了三種納米石墨烯帶：一個七元環(huán)，其中的納米石墨烯在邊緣處具有托酮部分；一個是全碳類似物；另一個是純粹的六角形。我們發(fā)現(xiàn)，含七元環(huán)化合物的TPA橫截面和比全六角形多環(huán)芳烴(PAH)高，而電化學(xué)帶隙則比PAH低。有趣的是，附加曲率的加入對這些色帶的非線性光學(xué)性質(zhì)具有積極影響。
Figure 1. 納米石墨烯1a，1b和2的背景以及光學(xué)和電化學(xué)特性。
Scheme 1. 化合物1a、1b、2的合成示意圖。
Figure 2. 介孔化合物1a、1b和2的部分
1H NMR譜堆棧圖。
Figure 3. 上圖: (p,p,M,M)1a(左)和(p,M, p,M)-1a(右)的DFT-CAMB3LYP/6-31G(d,p)優(yōu)化結(jié)構(gòu);下圖:1a(黑色)的實(shí)驗(yàn)紫外-可見光譜與(P,P,M,M)-1a(紅色)、(P,M,P,M)-1a(藍(lán)色)的計(jì)算紫外-可見光譜的比較。
Figure 4. 內(nèi)消旋化合物1 a、1 b 2-B的單光子吸收(OPA),雙光子吸收(TPA)，單光子發(fā)射(OPE)和雙光子發(fā)射(TPE)光譜。
Figure 5.化合物1a，1b和2中HOMO和LUMO能級的能量，以及與真空能級相關(guān)的電化學(xué)間隙示意圖。
相關(guān)研究成果于2020年由格拉納達(dá)大學(xué)Araceli G. Campaña課題組，發(fā)表在Angewandte Chemie(https://doi.org/10.1002/anie.202000105)上。原文：Two-photon absorption enhancement by the inclusion of a tropone ring in distorted nanographene ribbons
