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■支志明是化學領域的頂尖科學家之一。 莫雪芝 攝
要令激發態壽命變長,其中一秘訣就是要擺脫單線態(Singlet state),去到三線態(Triplet state)。根據量子力學的理論,要達到有關狀態,就要有較重的原子,這也是是次973項目以原子質量較重的金屬去作為研究主體的原因之一。
單線態是分子吸收太陽光後,從基態躍遷到激發態的狀態。在單線態中,最高能量的兩個電子在同一軌道上自旋成對,互相抵銷,所以這個狀態會比較穩定,但壽命則較短。相比之下,三線態的壽命更長,但效率較低。
金屬利運轉成「推手」
不過,要將太陽能轉化,這牽涉到第二者,就一定要有足夠時間進行碰撞,所以以三線態形式進行應更有利。支志明進一步解釋說︰「為甚麼我們要用金屬呢?因為要由一個State到另一個State,根據量子力學,Spin(運轉)不同是不容許的,所以當中要有一個『過程』。要改變State,就要有重的原子,這樣自旋運動(Spin motion)和軌道運動(Orbital motion)交叉時,就有可能改變Spin,有金屬就可以容易點從單線態變成三線態。」
要進一步提高其穩定性,這就和分子的設計、其身處的環境、如何控制其震盪相關,「這就是合成化學的設計。大自然很漂亮,所有分子都很協調,但這結構經過幾百萬年的演化,我們則是用人工去造,希望達到穩定的目的」。 ■歐陽文倩
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