HOMO-LUMO gaps of large polycyclic aromatic hydrocarbons and their implication on the quantum confinement behavior of flame-formed carbon nanoparticles

轨道能级差 带隙 密度泛函理论 化学物理 纳米颗粒 分子 碳纤维 石墨烯 背景(考古学) 量子点 星团(航天器) 材料科学 化学 计算化学 纳米技术 有机化学 光电子学 复合材料 古生物学 复合数 生物 计算机科学 程序设计语言
作者
Nikolaos Kateris,Amitesh S. Jayaraman,Hai Wang
出处
期刊:Proceedings of the Combustion Institute [Elsevier]
卷期号:39 (1): 1069-1077 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.proci.2022.07.168
摘要

Flame-formed carbon nanoparticles exhibit apparent size-dependent optical and electronic band gaps, consistent with the quantum confinement effect found in semiconductor materials. Understanding the effect of chemical composition on the band gap variations in carbon nanoparticles requires the investigation of the HOMO-LUMO gap of large aromatics. Geometry optimization with empirical force fields, followed by a density functional theory calculation, is employed here to enable the calculation of HOMO-LUMO gaps of aromatic species of sizes substantially larger than those reported in the past. Large hexagonal polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are shown to have diminishing HOMO-LUMO gaps, consistent with the behavior of two-dimensional quantum dots and approaching the zero band gap of graphene, while the HOMO-LUMO gap of polyacenes levels off at a finite value. The HOMO-LUMO gap of an aromatic cluster is found to be determined mostly by the large PAH molecules with smaller HOMO-LUMO gaps; small PAH molecules in the cluster make small or negligible contributions to the gap size of the overall cluster. Thus, if the quantum confinement of flame-formed carbon nanoparticles must be understood within the context of particle composition, the dependency of the band gap on particle size may be explained simply by the fact that larger flame-formed carbon nanoparticles contain larger PAH molecules or perhaps more precisely, have higher probabilities of containing more light absorbing species, e.g., large PAH molecules.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
orixero应助CHUANSHUIRUYUN采纳,获得10
1秒前
碧蓝翅膀发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
灯火阑珊曦完成签到,获得积分10
3秒前
七月流火应助迅速的鹤采纳,获得100
5秒前
樱铃发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Orange应助无辜的谷雪采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
852应助你嵙这个期刊没买采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
Owen应助你嵙这个期刊没买采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
我要吃鱼发布了新的文献求助10
11秒前
简单的傲玉完成签到,获得积分20
11秒前
激动的项链完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
LuckyM发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
干净的冷安完成签到,获得积分10
14秒前
lynn221204发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
17秒前
17秒前
18秒前
科研通AI6应助wait采纳,获得10
18秒前
呱呱完成签到 ,获得积分10
18秒前
eno1009发布了新的文献求助20
19秒前
如意蚂蚁完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
乘风破浪发布了新的文献求助10
22秒前
CHUANSHUIRUYUN完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5557486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4642578
关于积分的说明 14668531
捐赠科研通 4583986
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2514487
邀请新用户注册赠送积分活动 1488830
关于科研通互助平台的介绍 1459454