太好了！研究绝缘子和半导体中极化子的新方法诞生

牛津大学科学家提出了一种建模极化子的新方法，极化子是一种准粒子，物理学家通常用它来理解固体材料中电子与原子之间的相互作用。其新方法研究发表在《物理评论快报》上，将理论建模与计算模拟相结合，从而能够在广泛的材料中深入观察这些准粒子。从本质上讲，极化子是由电子组成的复合粒子，电子被声子云(即晶格振动)包围。这个准粒子比电子本身还重，由于它的质量很大，有时会被困在晶格中。

极化子提供电流，为多种技术工具提供动力，包括有机发光二极管和触摸屏。因此，了解它们的特性至关重要，因为这有助于开发下一代用于照明和光电子的各种设备。进行这项研究的团队负责人费利西亚诺·朱斯蒂诺(Feliciano Giustino)教授说：以前对极化子的研究依赖于理想化数学模型。这些模型对理解极化子的基本性质非常有用，但它们没有考虑到原子尺度上材料的结构，因此当试图研究实际应用的真正材料时，它是不够的。

研究的想法是开发一种计算方法，使对极化子的系统研究具有预测精度。Giustino团队设计的方法是基于密度泛函理论，这是目前最流行的工具，预测材料建模和设计使用量子力学。基于这一理论研究极化子时遇到的主要挑战之一是所需的计算资源(CPU小时)与要模拟原子数的三次方成正比。换句话说，如果一个人在研究两个每单位细胞有10个和20个原子的晶体，那么研究第二个晶体所需的计算时间，将是研究第一个晶体所需时间的8倍。

由于许多极化子的尺寸为1-2纳米，因此研究这些系统的计算需要至少包含3000 - 5000个原子的模拟单元。然而目前计算能力将难以维持这样的模拟，即使使用现代超级计算机，研究这些系统所需的许多计算中的每一个都需要数周时间。该研究的第一作者翁洪萧(Weng Hong Sio)解释说：研究是想试图利用所谓的密度-功能微扰理论的进步，使这一过程更有效。在不深入研究细节的情况下，能够将在大型模拟单元中对极化子进行一次计算的问题。

转变为在晶体最小单元中进行多次计算的更简单的问题，这一战略开辟了以前无法企及的新可能性。Giustino团队设计的方法，可以用来描述大和小的极化子。例如在研究中，研究人员展示了如何用它来计算LiF和Li2O2化合物中极化子的波函数、形成能和光谱分解。利用模拟方法，发现电池中使用简单盐和金属氧化物中的极化子，具有比之前该领域研究表明的更丰富的内部结构。

例如，在典型的氟化锂盐中，人们以前认为极化子是由电子和长光子声子之间的相互作用产生。也就是说晶格振动负责晶体的介电响应，研究发现，这并不是唯一涉及到的声子，电子和压电声子之间的相互作用(即负责压电的振动)也很重要。Giustino团队所收集的观测结果改变了目前对四价锂盐中极化子的看法，这是一个非常简单的系统。将该方法应用到更复杂的系统中，可以揭示出更丰富的结构。

最终增强目前对其性能的理解，并为开发具有定制极化性能的新材料提供信息。在未来研究中，研究人员计划用他们的方法研究其他材料，以便进一步评估其预测能力，更好地理解其他技术上重要的材料。进一步研究极化子功能是很重要的：因为现在知道可以计算极化子的最低能量结构，但是不知道如果极化子受到静电、磁场或电磁辐射会发生什么，此外与实验小组的密切作用将是将这些发现转化为应用的关键。

为什么分子中含有羟基和碳碳双键就不能形成苯环

苯环是一个闭合的共轭体系，六个碳原子的π电子云分布是一样的，所以多个碳原子之间没有区别，都是相同的。

苯环是一个闭合的共轭体系，六个碳原子的π 电子云分布是一样的。但当苯环上有一个取代基时，取代基会改变苯环的电子分布，使分子极化。诱导效应和共轭效应都能产生这种分子极化。不仅使苯环的电子云密度增加或降低，而且还决定了苯环上各个位次电子云密度分面情况。

苯环分子式为C6H6，不饱和度是4，相对分子质量为78

苯环是最简单的芳环，由六个碳原子构成一个六元环，每个碳原子接一个 基团，苯的6个基团都是氢原子。

苯环是由6个sp2杂化碳原子通过σ键和π键构成平面正六边形的碳环。苯分子中6个碳原子各以3个sp2 杂化轨道分别跟相邻的两个碳原子的sp2杂化轨道和氢原子的1s轨道重叠，形成6个碳碳σ键和6个碳氢σ键。两个sp2杂化轨道的夹角是120°，正适合6个碳原子处于一个平面上，形成一个正六边形的苯环。苯环上6个碳原子各有一个未杂化的2p轨道，6个2p轨道的对称轴都垂直于环的平面，并从侧面相互重叠，形成一个闭合的π键。它均匀地对称分布在环平面的上方和下方。通常把苯的这种键型叫做大π键。苯分子中π键电子云完全平均化，使苯环中每个碳碳键的键长和键能都是相等的。这就说明苯分子的对称性和稳定性。苯环的主要化学特性是环平面上下的π键电子容易受到亲电试剂的进攻，结果通常发生环上的 取代反应。由于苯环较稳定，较难发生环上的加成反应。

极化子（polaron）的概念1、带电粒子在极性介质中受到屏蔽，在带电粒子周围有感应产生的极化云占据，这种感应的极化云将随带电粒子一起运动。朗道将这种带电粒子及其感应的极化云作为整体称为极化子。2、在离子晶体或极性半导体中的传导电子是典型的极化子，是导电聚合物中的一种重要的电荷载流子。3、（物理学）电子与“畸变”一起运动,可以构成复合粒子,称为极化子。4、固体中的载流子产生一个电场而使周围的媒质极化,这种感应极化伴随着载流子运动,载流子加上固体中感应极化的复合体被称为极化子。5、（生物学）从一端向另一端进行极性方向基因转换的染色体部分，称为极化子。

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