【摘 要】
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近年来,基于纳米原理的新材料开发发展快速,并逐渐应用于传统材料、电子设备、医疗器械、涂料涂层等多种行业里。碳纳米点作为其中一种具有多种优点的形式,备受关注。优化后的碳纳米点的特性在某些方面比众所周知的碳纳米点具有更为明显的优势,例如高度的生物相容性,化学稳定性,可忽略的细胞毒性,良好的水溶性和从近紫外到近红外的光学特性等,这些特性可用于药物穿数载体,生物传感,化学传感器,能量存储和光电设备。氮原子
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近年来,基于纳米原理的新材料开发发展快速,并逐渐应用于传统材料、电子设备、医疗器械、涂料涂层等多种行业里。碳纳米点作为其中一种具有多种优点的形式,备受关注。优化后的碳纳米点的特性在某些方面比众所周知的碳纳米点具有更为明显的优势,例如高度的生物相容性,化学稳定性,可忽略的细胞毒性,良好的水溶性和从近紫外到近红外的光学特性等,这些特性可用于药物穿数载体,生物传感,化学传感器,能量存储和光电设备。氮原子掺杂是最常见的改变碳纳米点特性的方法。目前已有研究发现石墨氮掺杂的碳量子点会引起红移。不幸的是,迄今为止,针对碳纳米点特性的氮掺提出的众多讨论中,尚未发现它们的独特机制。因此,我们试图解答在不含官能团大的化合物中不同的氮掺会导致怎样的改变。PAHs（多环芳香烃）是一种被广泛接受用于石墨烯研究的模型。我们使用经典的芘来做基础模型,采用三种不同的氮原子掺杂方式,石墨氮（graphitic-N）,石墨边缘氮（graphitic-edge-N）和吡啶氮（pyridinic-N）,通过掺杂两个氮原子在不同的位置来研究其相应的影响。通过基态观察,发现石墨氮掺杂能引起较明显的离域化,其次是石墨边缘氮掺杂,吡啶氮掺杂的电子分布较平均。激发态的结果表明石墨氮掺杂和石墨边缘氮掺杂具有调节垂直激发的潜力,表现出明显的红移现象,而吡啶氮掺杂对垂直能量的影响不大。同时,该研究再次证明多参考方法对双激发研究的能力,两种选用的多参考方法均能得到双激发情况,而单参考方法并没有这个能力。考虑到实际中常使用双层结构,为提供更多材料的可能性,我们尝试给出更多的选择。参考到石墨氮掺杂后的结构具有明显的调节变化,因此我们选取了三种掺杂石墨氮原子的芘作为单体,通过不同角度AA堆叠的方式组成二聚体。双聚体的电子分布情况与其组成的单体相似,如果单体具有明显的离域化,双聚体也具有这个性质。垂直能量的研究里,DFT/MRCI计算得到的第一垂直激发态能量与单体相似。单参考方法ADC（2）总是高估能量。并且,再次发现多参考方法研究双激发的能力,而单参考方法并没有。总之,我们通过研究进一步了解了氮原子掺杂对化合物性质的影响,同时提供了多种研究模型。我们的研究结果便于在碳量子点中进行氮掺杂以进行材料修饰,并为计算水平提供更详细的信息,可以为其他的理论或实验研究提供设计依据。
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