圆二色性光谱和族化合物分子的旋光性

文摘

奈米分子的光谱与不同类型的杂质,掺杂剂模型、几何结构、配体、溶剂相结合研究了理论和实验的结果。对比的吸收光谱、圆二色性(CD)光谱和旋光性表明,吸收光谱和CD谱可以用来判断分子的类型,杂质的类型、几何结构、配位体的类型和溶剂。光谱也可以用来估计模型中的杂质(掺杂剂或形成合金)奈米分子。此外,旋光性受到杂质的类型,掺杂剂的模型和配体的类型。Zn3Se3, Cd3Se3 Zn3S3 Zn4Se4分子,他们没有旋光性。配体的类型没有影响旋光性。

关键字

配体、溶剂、圆二色性、儿童早期开发和VCD、旋光性

介绍

量子点(量子点)主要关注的统一的量子尺寸效应。具体地说,量子点的光谱转向长波长大小的增加(1- - - - - -3]。相反,峰值位置的形状和量子点光谱可以被用来指定的类型和大小(4- - - - - -6]。几个族化合物集群,例如CdTe,奈米,CdSe等进行了调查7- - - - - -9]。几何结构和合适的计算方法已确认。计算研究的影响,溶剂和光谱进行的配体10]。计算数据与实验结果很好的协议。

量子点的快速发展过程中,他们的手性日益详细地研究了。虽然手性的概念驱动的有机材料领域,量子点是有用的描述(11,12]。因此,重要的是要确定量子点的手性。圆二色性(CD),它可以提供信息的主要结构,二级和三级结构有机材料是最好的方法来分析这些手性状态材料(13]。CD量子点用于调查关于手性(14- - - - - -16]。手性D-Pen量子点和L-Pen封顶cd,具有潜在的生物医学用户,已经准备好了(17]。量子点奈米封顶与手性生物分子(配体),1-glutathione,研究了旋光性(18]。最近的一项研究发现,CD光谱是独立的量子点的直径19]。

传统的CD,名叫电子CD (ECD),范围从200纳米到400纳米(UV)的范围,限制了应用程序的CD。振动(VCD) CD在该地区的红外光谱(20.- - - - - -22]。在理想条件下,紫外线的波长等于ECD和光学旋转的波长色散。

量子点的那种,杂质的类型,掺杂剂的方法,几何结构、配体、溶剂对吸收光谱有不同的影响,儿童早期开发、VCD和旋光性。所有这些因素都在下面详细的调查。

计算方法

在密度泛函理论(DFT)计算,我们采用了贝克的带三个参数的混合交换功能与相关功能李et al。(B3LYP)我感觉基础设置,因为它是实现高斯03程序(23- - - - - -25]。使用GaussView程序生成数据的几何结构。这些分子的吸收光谱和ECD获得DFT (TDDFT)[随时间变化26- - - - - -30.]。旋光性和VCD与其他数据在同一水平。

结果与讨论

Cd₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子

Cd的几何结构₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子与D3h六角对称。吸收光谱,ECD和VCD光盘的光谱₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子中描述图1。吸收光谱的峰值波长的Cd₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子位于285 nm、261 nm和257 nm。同样大小的Cd₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子吸收光谱的峰值的波长蓝移的Cd₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃(图1)。也就是说,峰值波长的顺序是Cd₃Se₃>锌₃Se₃>锌₃年代₃。儿童早期开发和吸收光谱VCD也有订单(图1 b和c)。儿童早期开发的顺序是Cd₃Se₃>锌₃Se₃>锌₃年代₃,这是相同的顺序与吸收光谱。VCD的频率有相反的规则与吸收光谱和儿童早期开发。我们已经知道,吸收光谱纳米颗粒影响纳米材料的类型和大小的材料。从儿童早期开发的数据和VCD,我们已经证实材料会影响儿童早期开发和VCD光谱类型。因此,儿童早期开发和VCD可以作为数据来判断纳米颗粒的尺寸和类型。此外,儿童早期开发的转移与吸收光谱有相同的数量,从图1 d。

此外,我们计算了光学旋转的光盘₃Se₃、锌₃Se₃和锌₃年代₃分子。结果表明,三个分子没有旋光性。很明显,旋光性的纳米颗粒不涉及材料的类型。因此,对于与D3h对称六边形结构,他们没有旋光性。从这个视图中,替代掺杂锌₃Se₃分子如锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃,他们会没有旋光性。

锌₃Se₃分子与不同类型杂质掺杂剂

Ag-Zn的几何结构₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃,Mn-Zn₃Se₃分子在图2。杂质在优化前六边形的中心。整个分子是平面(图2)Ag-Zn 3与Cd-Zn se3有不同的几何结构₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃和Mn-Zn₃Se₃分子。Ag原子不是六角优化后的中心。Cd,铜和锰原子中心的六边形,但是他们并不是在一个平面与锌₃Se₃分子。

吸收光谱,ECD和Ag-Zn VCD光谱₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃,Mn-Zn₃Se₃分子中描述图3 a-3c。显然,光谱显示Ag-Zn₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃和Cu-Zn₃Se₃分子有两个峰值。Mn-Zn₃Se₃分子只有一个峰值。从实验中,我们已经知道Ag)和铜掺杂奈米量子点(量子点)的光致发光(PL)量子点奈米银或铜和杂质(31日,32]。锰掺杂量子点奈米有一个峰值的PL锰杂质(33]。原因是导带或价带Ag)和铜是奈米的带隙导带和价带的Mn在奈米的带隙。因此,Cd量子点掺杂奈米有相同的乐队与Ag)和铜量子点掺杂奈米结构。

儿童早期开发光谱Ag-Zn₃Se₃和Cu-Zn₃Se₃是相似的。Cd-Zn₃Se₃分子有很强的ECD光谱。儿童早期开发光谱Mn-Zn₃Se₃接近于零。此外,ECD Ag-Zn的光谱₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃,Mn-Zn₃Se₃从锌分子是不同的₃Se₃分子。因此,儿童早期开发光谱相关类型的杂质。VCD光谱Ag-Zn₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃,Mn-Zn₃Se₃分子是不同的。Ag)和锰掺杂奈米分子有更强的VCD光谱比Cd和铜掺杂奈米分子。VCD光谱Ag-Zn₃Se₃分子是类似于锌₃Se₃分子。显然,结构和杂质的影响类型是小VCD光谱。计算为Ag-Zn旋光性数据₃Se₃,Cd-Zn₃Se₃,Cu-Zn₃Se₃,Mn-Zn₃Se₃分子是-28年,12日分别为1和39岁。正如我们所知道,锌₃Se₃分子没有旋光性。锌的杂质₃Se₃分子旋光性有明显的影响。

空置兴奋剂,替代掺杂锌₃Se₃分子

Ag-Zn的几何结构₃Se₃、锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃和锌₃Se₃分子在图4。吸收光谱,ECD和VCD光谱中描述图4 b-4d。空置掺杂Ag-Zn₃Se₃从锌有不同的结构吗₃Se₃分子。替代掺杂锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃,锌₃Se₃分子相似的几何结构。因此,替代杂质掺杂对锌的几何结构几乎没有影响₃Se₃分子。吸光度光谱表明,空置兴奋剂Ag-Zn₃Se₃有两个峰值。替代掺杂锌₂AgSe₃和ZnAg₂Se₃分子只有一个峰值,类似于锌₃Se₃分子。因此,替代掺杂结构倾向于形成合金材料。空置掺杂分子可能引入杂质能带带隙之间的主材料。儿童早期开发和Ag-Zn VCD光谱₃Se₃、锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃接近于零,而锌吗₃Se₃分子。杂质的掺杂剂Ag)将改变儿童早期开发的字符和VCD。Ag-Zn的旋光性数据₃Se₃、锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃和锌₃Se₃分子是-28,1,1和0。Ag-Zn₃Se₃分子有很强的旋光性。锌₂AgSe₃,ZnAg₂Se₃和锌₃Se₃分子没有旋光性。因此,旋光性是受几何结构的影响但不是杂质。

锌的性质₃Se₃和锌₄Se₄分子

量子点族化合物有两种结构闪锌矿和纤锌矿。锌₃Se₃类似于纤锌矿。锌₄Se₄分子接近闪锌矿。锌的几何结构₃Se₃和锌₄Se₄分子吸收光谱的插入图5一个和儿童早期开发的光谱图5 b。吸收光谱表明,锌的巅峰₄Se₄分子转移到长波长比锌₃Se₃分子。这个同意量子尺寸效应。与增加的大小,即量子点的吸收光谱会转向长波长。儿童早期开发光谱锌₃Se₃和锌₄Se₄分子具有相同的形状,说明分子的几何结构不会改变ECD光谱的形状。VCD光谱锌₄Se₄分子为零。也就是说,锌₄Se₄分子弱VCD。明确,我们计算了VCD光盘的光谱₄Se₄分子。结果表明,Cd₄Se₄分子没有VCD光谱。因此,量子点的类型对VCD光谱几乎没有影响。旋光性的锌₃Se₃和锌₄Se₄分子为零。因此,两个锌的几何结构₃Se₃和锌₄Se₄分子都具有良好的对称性,导致弱旋光性。

锌₃Se₃与不同的配体分子

配体对锌的几何结构几乎没有影响₃Se₃分子。然而,配位会影响吸收光谱(图6),儿童早期开发(图6 b),VCD(图6 c)和旋光性。没有配体的结构相比,锌的吸收光谱₃Se₃与配体分子转移到更长的波长。此外,数据转移是不同的对于不同类型的配体。儿童早期开发和吸收光谱相同的规则。吸收光谱和儿童早期开发,锌₃Se₃分子与配体半胱氨酸和青霉菌胺有相似的形状。此外,强度和波长是相似的。VCD光谱锌₃Se₃与配体分子半胱氨酸和青霉菌胺是不同的。显然,在锌配位体的影响₃Se₃与不同的配体分子是不一样的。数据对锌的旋光性₃Se₃没有配体分子,MPA,半胱氨酸和青霉菌胺是0,-13年、-356年和-353年。显然,锌的旋光性₃Se₃分子与配体的类型。因此,量子点的光学旋转控制通过改变配体的类型。

溶剂的影响

吸收光谱,ECD和VCD中描述图7。显然,溶剂对吸收光谱的影响,儿童早期开发和VCD。此外,吸光度光谱的变化规则是根据儿童早期开发光谱的变化规律(图7 d)。旋光性的锌₃Se₃与不同的溶剂分子为零。即旋光性与溶剂的类型。

结论

手稿已经研究了杂质的类型的影响,模型的掺杂剂,几何结构、配位和奈米分子溶剂吸收光谱,CD光谱和光学旋转。结果表明,CD光谱可以用来估计字符的分子吸收光谱。因此,CD光谱作为一个实用方法的试验研究提出了量子点奈米。旋光性是一个重要的性质,量子点的应用。计算数据说明光学旋转分子受到杂质的类型,掺杂剂的模型和配体的类型。对锌₃Se₃、Cd₃Se₃和锌₃年代₃和锌₄Se₄分子,他们没有旋光性。配体的类型没有影响旋光性。

确认

这项工作是由中国国家重点基础研究项目(批准号2015 cb352002),自然科学基金(批准号。61475034,61875037,21875034),江苏省优秀青年教师的基础在大学(批准号BK20180064),中央大学的基础研究基金。

引用

1. 江P和陈z配体的合成影响emission-tunable近红外量子点银2。新的J化学2017;41:5707 - 5712。
2. 吴Z, et al .碳点:材料、合成、属性和方法长波长和多色排放。板牙化学2017;5:3794 - 3809。
3. Andres-Penares D, et al。量子尺寸监禁在硒化镓nanosheets:带隙可调谐性与稳定性的限制。纳米技术。2017;28:175701。
4. 救生犬J, et al .量子限制的进化CsPbBr3钙钛矿纳米晶体。J化学板牙。2017;29:3644 - 3652。
5. 张F, et al .胶体合成Air-Stable CH3NH3PbI3量子点的化学洞察溶剂效应。化学板牙。2017;29:3793 - 3799。
6. Kirakosyan, et al .胶体CH3NH3PbBr3纳米晶体的光学特性控制的横向尺寸的增长。J Des结晶增长。2017;17:794 - 799。
7. 徐年代,et al。理论模拟水CdTe纳米晶体的合成。结构化学2010;21:519 - 525。
8. 徐,et al .分子结构。2009;916:168 - 171。
9. 徐年代,et al。CdSe集群的理论研究:溶剂和配体对纳米晶体的影响。J分子建模。2010;16:469 - 473。
10. 徐,et al。溶剂对水CdTe纳米晶体的影响:理论和实验调查。J摩尔Struct。2012; 1010:26-31。
11. Berova N,圆二色性:原理及应用(2 ndedn), Wiley-VCH;纽约,2000年。
12. Fasman GD、圆二色性和生物分子的构象分析。纽约,1996年。
13. Ben-Moshe, et al。手性和chiroptical效果在无机纳米晶体系统和等离子体激子共振。化学。Soc启2013;42:7028。
14. Z和Govorov AO粉丝。电浆手性金属纳米粒子组装的圆二色性。纳米列托人。2012;12:3283 - 3289。
15. 艾略特SD, et al。贝壳手性和非手性的核心在CdS量子点。纳米列托人。2008;8:2452 - 2457。
16. Melnikan D, et al。Chiroptical活动胶体量子点涂上了非手性配体。光学表达。2016;24:251704。
17. Moloney MP,等。手性高度发光CdS量子点2007;38:3900 - 3902。
18. Moshe AB和马尔科维奇g .手性配体诱导圆二色性胶体量子点的激子的吸收。J化学2012;52:1104 - 1110。
19. 崔JK, et al。手性反转CdSe和cd量子点不改变限制配体的立体化学。Acs Nano。2016; 10:3809 - 3815。
20. Holzwarth g .红外圆二色性碳氢和carbon-deuterium拉伸模式。观察。J是化学Soc。1974; 96:251。
21. 也同苏方就达洛杉矶,振动圆二色性的2,2,2-trifluoro-1-phenylethanol。J是化学Soc。1975; 97:3842。
22. 也同苏方就达洛杉矶,et al .振动旋光性。:Spectrosc。1996; 28:14。
23. 弗里希,M.J. et al .高斯03,修订D.01;高斯公司,瓦林福德,CT, 2004。
24. 李C, et al。发展Colle-Salvetti相关能成有功能的电子密度的公式。物理评论b . 1988; 37:785。
25. Miehlich B, et al。结果的相关能量密度泛函,贝克和李、杨和帕尔。化学期刊。1989;157:200。
26. 乔根森Helgaker T和p电子哈密顿的磁性起源独立计算。J化学学报。1991;95:2595。
27. 贝克KL, et al。衡量独立起源multiconfigurational自洽场理论对振动圆二色性。J化学学报。1993;98:8873。
28. 贝克KL、et al .计算电子圆二色性fortrans-cyclooctene使用伦敦原子轨道。理论的詹学报。1995;90:441。
29. 奥尔森J, et al .轨道连接perturbation-dependent基础集。定理。詹学报1995;90:421。
30. Autschbach J, et al . Chiroptical从含时密度泛函理论圆二色性光谱性质的有机分子。J化学学报。2002;116:6930。
31. 徐年代,et al。内部水的合成掺杂铜:奈米/硫化锌核壳纳米晶体具有良好的稳定性。Nanotechnol。2011; 22:275605。
32. 徐,et al .材料研究表达。2014;1:015202。
33. Rajesh C,一代的白光从co-doped量子点(铜和锰)奈米。J擅长纳米科学。2015;10:1082 - 1092。