Elektron-Fonon Eşleşmesi
Elektron-fonon eşleşmesi, o-fenilendiamin bazlı karbon noktalarının kırmızı ışıldamasına yardımcı oldu.
Karbon noktaları (CD), çekirdek-kabuk motifli yeni karbon bazlı fotolüminesans (PL) nanomalzemelerdir. Kimyasal eylemsizlik, yüksek kuantum verimleri (QY), suda yüksek çözünürlük, termal kararlılık ve mükemmel biyouyumluluk gibi büyüleyici avantajları nedeniyle, CD’ler kanser teşhisi, fototerapi ve optoelektronik cihazlar gibi çeşitli araştırma uygulamalarında büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, CD’lerin altında yatan PL fenomeni, ürünlerin polidispersitesi ve atomik yapılarını tespit etmedeki zorluk nedeniyle bir sır olarak kalmaktadır.
Light Science & Application’da yayınlanan yeni bir makalede, Zhengzhou Üniversitesi Kimya Fakültesi’nden Profesör Siyu Lu, Yuxi Tian ve Nanjing Üniversitesi, Çin Kimya ve Kimya Mühendisliği Okulu’ndan Profesör Siyu Lu ve Yuxi Tian liderliğindeki bir bilim ekibi ve çalışma arkadaşları o-fenilendiamin bazlı kırmızı emisyon CD’lerinin oluşum sürecini ve floresan mekanizmasını araştırmak için yenilikçi bir yaklaşım geliştirdiler.
Bu amaçla, farklı hazırlama yöntemleri kullanarak altı kırmızı emisyon CD’si tasarladılar ve hepsi saflaştırmadan sonra aynı absorpsiyon ve PL spektrumlarını sergilediler. Bir dizi testle yapılarının karakterizasyonu, benzer karbon çekirdek yapılarına sahip olduklarını gösterirken, spektral karakterizasyon CD’lerin farklı yüzey durumlarını doğruladı. Ayrıca, tek parçacıklı PL spektroskopi teknolojisi ile birleştirilmiş geçici absorpsiyon (TA) spektroskopisi, kırmızı emisyonun aynı PL merkezinde farklı titreşim enerji seviyelerinin geçişinden kaynaklandığını doğruladı.
Son olarak, termogravimetrik analizle birleştirilen teorik hesaplamalar, bu tür CD’lerin oluşum sürecini doğruladı. Bu nedenle, bu çalışma, diğer CD türlerinin yapı ve mekanizmasının analizi için bir rehber olarak kullanılabilecek kırmızı emisyon CD’lerinin emisyon mekanizmasını analiz etmek için sistematik bir yol önermektedir.
CD’lerde aromatik bölgelerin ve bazı konjuge olmayan bölgelerin varlığı hibrit yapıyı kanıtlar, yani bu konjuge ve konjuge olmayan yapılar hem karbon çekirdeğinde hem de polimer kabuğunda bulunur. Bilim insanları, karbon çekirdeği ile CD’lerin yüzey kabuğu arasında net bir sınır olmadığını, ancak iki parçanın “yoğunluğunun” farklı olduğunu özetliyor. Karbon çekirdeğinde daha fazla konjuge yapı ve kabukta daha fazla polimer zinciri vardır.
Ayrıca, bilim insanları, çoklu karakterizasyonları kullanarak bu iddialarını doğruladılar:
- Bozunmaya bağlı fark spektroskopisi, dört örneğin aynı sonuçlandığını gösterir; bu, fotofiziksel süreçlerin dört CD’nin tümü için aynı olduğunu kanıtlar. CD’lerin yerleştirme sonuçları benzerdi ve taşıyıcılar aynı gevşeme kanalından geçti.
- Tek parçacıklı PL spektrumları, tek tek CD’lerin tüm spektrumlarının topluluk spektrumuyla oldukça tutarlı olduğunu gösterdi; bu, CD’lerin çok modlu emisyonunun, çoklu ışıldayan türlerin üst üste binmesi yerine kendisinden kaynaklandığını gösterir.
- Sıcaklığa bağlı Raman spektroskopisi, CD’lerin kuantum noktalarından ve organik moleküllerden farklı, bu malzemelerin her ikisinin özelliklerine de sahip olan yeni bir tür olduğunu doğrudan kanıtlıyor.
- Yoğunluk fonksiyonel teori hesaplaması, hidrotermal süreçte gösterir, oPD bir araya gelme ve düzlemsel yapılar oluşturma eğilimindedir. Ardından, düzlemsel yapılar küresel CD’ler oluşturmak için kendi kendine birleşir.
Bilim insanları, “Bu makale, oPD tabanlı kırmızı emisyon CD’lerinin genel PL mekanizmasını ve oluşum sürecini açıklamaktadır. Bu birleşik mekanizma, CD’lerin yapı-özellik ilişkisini analiz etmek için yeni bir yöntem sağlar ve böylece diğer CD türlerini analiz etmenin yolunu açar, böylece kullanılmayanları ortaya çıkarır” diyor.
Kaynak:
