杨国伟教授研究组在白碳发光研究取得重要进展

        杨国伟教授研究组最近在碳纳米结构研究中取得重要进展,相关成果发表在2017年1月23日在线出版在国际纳米科学重要学术刊物Small (SCI影响因子8.3)(Small DOI: 10.1002/smll.201603495)。

        在科学上,以碳原子存在的形式来对碳材料进行分类,自然界存在三种碳:第一种是以三维sp3杂化结构碳原子构成的金刚石以及基于sp3杂化的Lonsdaleite和C8等金刚石同素异构体;第二种是以二维sp2杂化结构碳原子构成的石墨以及基于sp2杂化的富勒烯、碳纳米管和石墨烯等石墨同素异构体;第三种碳是以一维sp杂化结构碳原子构成的Carbyne即白碳。白碳是由杨国伟教授研究组于2015年在国际上第一次合成(Science Advances 1 (2015) e1500857)。最近,杨国伟研究组的肖俊博士在白碳的本征发光研究方面取得了重要进展。他们通过photoluminescence (PL)and cathodeluminescence(CL)光谱技术,在紫外到近红外光区范围内,观察到由Carbyne分子链长调制的四种颜色的发光。进一步,结合实验数据和第一原理计算,他们给出了白碳基本结构的重要信息:白碳晶体是由不同链长的Carbyne分子构成的,具有4个碳原子的Carbyne分子链是白碳的最基本或最小结构单元,并且白碳晶体中Carbyne分子的链长遵循4n(n = 1, 2, 3,...)的规则。显然,这些重要的实验发现打开了一扇白碳作为一种新型功能碳纳米材料在光电子学领域的应用之门,而这种本征的多色发光在碳基全色发光和显示器件中有着巨大的潜在应用。

        本研究得到国家重大科学研究计划项目、国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目和中山大学光电材料与技术国家重点实验室的大力资助。

 

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