具有可调电子离域性的电负体,在量子计算和催化应用中具有重要意义

《ACS Materials Letters》:Electrides with Tunable Electron Delocalization for Applications in Quantum Computing and Catalysis

【字体: 时间:2025年10月22日 来源:ACS Materials Letters 8.7

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  本研究提出表面锚定的溶胀电子前驱体电导体(SISEPEs),通过调整SEP组成、表面支持类型及覆盖密度,可调控其电子性质。计算表明低覆盖密度形成0D孤立电子或1D通道,高覆盖密度产生2D电子海,并发现表面电子转移影响支持体的静电势和催化效率。

  
摘要图片

溶剂化电子前体(Solvated Electron Precursors,SEPs)是一种分子金属-配体复合物,其中包含外围的扩散电子,这些电子呈现出类原子的电子结构。这些独特的特性使得它们在量子计算应用和氧化还原催化中具有广泛的应用前景。在这里,我们介绍了一类将SEPs固定在表面的电介质——表面固定化溶剂化电子前体电介质(Surface Immobilized Solvated Electron Precursor Electrides,SISEPEs)。SISEPEs的电子性质可以通过SEPs的组成、表面支撑材料的性质以及覆盖密度来调节。我们的计算表明,低覆盖密度会导致孤立的表面束缚扩散电子(0D系统)或1D电子通道的形成,而高表面覆盖密度则会形成2D电子“海洋”,分别与有机和无机电介质的特性相似。此外,我们还发现表面的高电子亲和力会导致部分电子转移到支撑材料的内部,从而改变表面的静电势和SISEPEs的氧化还原效率。

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