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近日，我校光电科学与工程学院2017级本科生薛国栋在中科院分区一区期刊《Chemical Communications》（《化学通讯》）上发表题为“Understanding the Nature of Quinoidal and Zwitterionic State in Carbazole-Based Diradicals”（探究咔唑双自由基中醌式与内盐共振结构的性质）的论文。薛国栋为论文第一作者，光电科学与工程学院郑永豪教授、胡晓光博士为通讯作者。电子科技大学为第一完成单位。
具有两个未配对电子的有机分子体系集光、电、磁等性质于一身，并且可通过化学修饰实现对能带隙、电荷迁移率、自旋态的调节，近年来由于在有机电子学、自旋电子学以及非线性光学等领域的广泛应用而倍受关注。其中理解分子体系的电子状态对于功能材料的设计具有重要意义，这也是目前有机自由基材料发展的难点与目标。
在双自由基体系中不同的取代位置能够产生两种化学形式迥异的共振结构：醌式与内盐式，过去的研究对于二者的差异的理解虽有提及，但缺少系统的研究。本文作者从新合成的两种不同共振形式双自由基分子出发，发现二者在单线态-三线态能级差，双自由基系数等关键物理性质存在较大差异。并从自旋-自旋耦合作用、开壳-闭壳结构能量差与分子偶极矩三个方面，对两种共轭形式造成双自由基性质差异的原因做了进一步分析。最后通过密度泛函理论（DFT）量子化学计算，证明了在不同类型自由基中心（碳基、氧基、氮基）的咔唑双自由基中具有普适性：内盐式结构相比于醌式将表现出更为显著的双自由基特征。
该研究从实验与理论的角度系统的研究了双自由基体系中两种共振形式对自由基性质的影响，这对于理解化学键内在性质以及未来双自由基材料的设计具有重要意义。
另外，薛国栋以共同第一作者和共同作者分别在《Journal of Materials Chemistry C》和《Chemical Communications》发表了学术论文。
《Chemical Communications》为英国皇家化学会旗下主流学术期刊，报道化学各领域研究最新进展。2019年中科院分区一区期刊，最新影响因子为6.164。
论文链接：
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/CC/D0CC01948H
编辑：林坤 / 审核：林坤 / 发布：陈伟
