碳氮聚合物具有优异的光电性质。作为一个廉价的光催化剂,它可以使用阳光来促进水的裂解。
由德国亥姆霍兹柏林罗斯托克大学和柏林自由大学以及其他合作伙伴的联合研究已经首次研究了光如何在这类材料中创建电荷载体,建立了电荷移动和寿命的详细说明。他们的调查发现了令人惊奇的特征，提供了新的应用前景,以与石墨烯结合为例。
碳氮聚合物是由成无数纳米晶体的黄色粉末合成的有机化合物。
其与石墨的晶体结构类似,因为碳氮对仅呈层状结合,层与层之间通过微弱的范德华力结合。现已得知,光能够在这种材料中创建电子空穴对。所以已经有无数的尝试采用高分子碳氮化物作为太阳能分解水的有效的催化剂。然而,到目前为止效率仍相对较低。
现在Christoph Merschjann 博士(HZB和柏林自由大学)和StefanLochbrunner教授(罗斯托克大学)领导的一个研究组首次精确探测光致电荷分离的发生过程。“最有趣的结果是,电荷仅有一个垂直于graphite-like层的自由度,”Merschjann解释道。光创建一个电子空穴对,随后在相反方向迁移。使用飞秒光谱等光谱时域方法,研究人员能够定量测量电荷载体的采取定量流动性和寿命。这表明电荷流动达到传统的有机半导体材料的数值。此外,载流子在重组之前寿命更长了。
碳氮聚合物无毒、价格便宜,也经久耐用,它们的化学性质非常稳定和能够承受高达500°C的高温。由这些化合物制成的部件可能因此而应用在现有有机电子器件不能应用的环境。Merschjann发现这些化合物在有序基体上生长的前景，特别是以石墨烯为基体显得尤为有趣。这是因为石墨烯具有极高的平面导电率,而碳氮聚合物是垂直于层的方向导电。Merschjann希望“碳氮化物不用担心与常规有机半导体材料竞争。相反,全新类型的全有机光电组件可能会基于其一维半导体特性而制备。”。他目前正在在柏林自由大学进行DFG基金项目，进行直接测量电荷运载体的研究。
转自（新材料在线）
