中国科学家合成全新碳分子可望成为新型半导体材料

更新时间：14:25 2023-12-01 HKT
发布时间：14:25 2023-12-01 HKT

上海同济大学官网发文称，碳材料家族再添2位新成员。该校材料科学与工程学院许维教授团队首次成功合成了分别由10个或14个碳原子组成的环形纯碳分子材料。这两种合成的新颖碳结构有望应用于未来的分子电子学器件中。

北京时间2023年11月30日零点，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表了同济大学材料科学与工程学院许维教授团队的这一最新科研成果，论文题为「On-surface synthesis of aromatic cyclo[10]carbon and cyclo[14]carbon」（表面合成芳香性环型碳C10和C14）。这项研究首次成功精准合成了两种全新的碳分子材料（碳同素异形体），即芳香性环型碳C10和C14，并精细表征了它们的化学结构。

碳是一种常见的非金属元素，碳材料在自然界中有多种形式，其具体外在表现形式取决于每个碳原子周围与之成键的原子数目。当每个碳原子和周围四个原子成键时，就形成了自然界中天然存在的坚硬透明的物质——钻石；当它和周围三个原子成键时，则形成了质软黑色的石墨。

当每个碳原子只和周围两个原子成键时，会形成环形纯碳分子（即环型碳，Cn）。由于这种类型的碳结构极不稳定，在自然界中并不存在，而人工合成又极具挑战性。

许维教授表示，这项研究工作极大推动了环型碳领域的发展，合成的环型碳有望发展成为新型半导体材料，并在分子电子器件中有著广阔的应用前景。

许维教授领导的团队，通过对两种分子实施「麻醉」和「手术」，首次成功合成了分别由10个或14个碳原子组成的环形纯碳分子材料。

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