手性纳米石墨烯的表面合成及其手性电子态的可视化
编号:17
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更新:2026-09-28 10:57:49
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主题报告
摘要
手性是自然界的基本属性,也是化学、生物、材料等多个学科研究的重要科学问题。手性具有多种层次,从宏观材料到超分子组装体再到单个分子,通常表现为原子或分子在空间的不对称排列,即结构手性。此外,手性还可以表现在电子结构中,这种电子手性在许多手性现象中发挥重要作用,是深入理解手性作用过程的基础。然而,相比于结构手性,电子手性研究的很少,许多基本科学问题,如电子手性与结构手性之间的内在联系及其耦合等仍然不清晰。
我们提出利用表面合成策略对纳米石墨烯进行原子级精准的不对称氮掺杂(triaza-HBC),从而在平面型六苯并冠烯分子中诱导出手性电子结构;并通过高分辨率扫描探针成像及谱学技术,实现了对分子结构以及手性电子态结构的可视化。研究表明,不对称氮掺杂打破了分子的平面对称性,在费米能级附近生成了风车型手性电子态。值得注意的是,电子态的手性特征与分子结构的手性特征并不完全一致,而是与不同能量下的电子结构密切相关。通过密度泛函理论计算,我们进一步验证了这一发现,揭示了界面手性电子态与分子本征手性轨道之间的关系。该研究首次揭示了分子手性结构与电子手性结构之间的联系,并为设计具有手性电子结构的功能材料提供了新的思路与途径。
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