分子电子学中的碳基材料毕业正文
碳基新材料发展方向
碳基新材料发展方向
碳基新材料是指以碳为主要元素的新材料，具有许多优良性质，如高强度、高导电性、高导热性、耐高温等。
目前，碳基新材料已成为新材料领域的热门研究方向之一。
未来，碳基新材料的发展方向将包括以下几个方面：
1. 碳纤维材料：碳纤维材料具有高强度、高模量、低密度等优点，是一种理想的结构材料。
未来，碳纤维材料将广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
2. 石墨烯：石墨烯是一种单层碳原子构成的二维晶体，具有极高的导电性和导热性。
未来，石墨烯将在电子器件、光电子器件、生物医学等领域发挥重要作用。
3. 碳纳米管：碳纳米管是一种由碳原子构成的管状结构，具有很高的力学强度和导电性能。
未来，碳纳米管将在纳米电子学、能源存储等领域发挥重要作用。
4. 碳化硅材料：碳化硅材料具有高硬度、高导热性和耐高温性能，是一种理想的结构材料。
未来，碳化硅材料将在半导体器件、太阳能电池等领域得到广泛应用。
总之，碳基新材料的发展方向将围绕着高强度、高导电性、高导热性、耐高温等方面展开，为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
- 1 -。
碳基电催化材料的制备及其催化性能研究
碳基电催化材料的制备及其催化性能研究一、引言在当今环境污染日益严重的背景下，寻找可替代传统石油能源的清洁能源具有重要意义。
碳基电催化材料因其良好的催化性能和可持续性而备受关注。
本文将介绍碳基电催化材料的制备方法，以及其在催化反应中的应用和性能研究。
二、碳基电催化材料的制备1. 石墨烯材料石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，具有优异的导电性和催化活性。
常见的石墨烯制备方法包括化学气相沉积、机械剥离和氧化石墨烯还原等。
通过控制制备条件和添加不同的催化剂，可以获得具有特定结构和性能的石墨烯材料，用于水分解、电解还原和电化学传感等催化反应。
2. 碳纳米管材料碳纳米管是由碳原子构成的空心管状结构，具有高比表面积和良好的电导性，被广泛应用于能源转化和储存领域。
碳纳米管的制备方法包括化学气相沉积、电化学沉积和碳原子纳米薄膜剥离等。
通过调控碳纳米管的结构和尺寸，可以改善其催化活性和选择性，实现高效能源转换。
三、碳基电催化材料的催化性能研究1. 氧还原反应氧还原反应是一种重要的催化反应，旨在高效利用氧气和提高能源转化效率。
碳基电催化材料作为氧还原反应的催化剂具有重要的应用前景。
石墨烯和碳纳米管等材料在氧还原反应中表现出优异的催化性能，显示出较高的电子转移速率和反应活性，可作为燃料电池和超级电容器等能源存储和转换器件的重要组成部分。
2. 水电解制氢反应水电解制氢是一种可持续性高的制氢方法，其关键在于寻找具有高催化活性和稳定性的催化剂。
碳基电催化材料由于其良好的导电性和化学稳定性，被广泛研究用于水分解反应。
通过调控碳基电催化材料的结构和表面官能团，可以提高其催化活性和稳定性，实现高效制氢过程。
3. 二氧化碳还原反应二氧化碳还原反应是将二氧化碳转化为高值化学品或燃料的过程，具有重要的环境和能源应用价值。
碳基电催化材料在二氧化碳还原反应中展示出了良好的活性和选择性。
通过调控碳基电催化材料的表面结构和催化剂负载方式，可以提高二氧化碳的还原效率，实现碳资源的有效转化和利用。
碳基材料的研究与发展
碳基材料的研究与发展在当今全球经济高速发展的背景下，我们面临着各种环境问题和能源危机。
因此，人们开始探寻新的材料和技术来解决这些问题。
碳基材料因其独特的性质和广泛的应用领域而备受关注。
碳基材料是指由碳原子构成的材料。
它们具有许多优异的物理、化学和机械性能，如高硬度、高强度、高导电性、高热稳定性和耐高温性等。
它们的特殊性质使它们在电子学、能源、光学、材料科学等领域有着广泛的应用。
当前，碳基材料已成为研究热点和发展方向之一。
从全球来看，碳基材料的研究和发展主要分为两个方面：一是碳纳米管和二维材料的研究，另一个方面是碳的多孔材料的研究。
具体来说，碳纳米管和二维材料具有纳米尺寸、高比表面积和出色的电学、热学、光学等性质，可作为未来电子器件的重要构建单元；而碳的多孔材料，如活性炭、碳分子筛等具有广泛的应用领域。
碳纳米管和二维材料的研究碳纳米管是由碳原子组成的圆柱形结构，直径可以从纳米级别到亚微米级别，长度可以达到几百微米。
碳纳米管具有结构化学、电经典、热力学、弹性学和光学等各个方面的重要性质。
近年来，碳纳米管的研究已成为材料科学研究的热点。
碳纳米管的制备主要分为几种方法：化学气相沉积方法、电化学沉积方法、等离子体增强化学气相沉积方法、电弧气氛沉积法以及化学还原等方法。
例如，采用浮动催化剂化学气相沉积（CVD）方法可以制备出高质量的多壳纳米管，这种方法可以大规模、低成本地生产碳纳米管。
Fourier Transform Infrared Spectroscopy（FTIR）可以用来测量发生化学反应的组合州和基团，来研究制备碳纳米管的过程。
与碳纳米管类似的是二维材料。
二维材料是指具有二维结构的材料，即其高和宽远大于厚。
例如，石墨烯是一个由碳原子组成的二维材料。
具有高的导电性和透明性，还具有高的热传导性。
两者的研究在未来电子器件的制备方面具有重要应用。
团队通过利用石墨烯与半导体材料之间的能带匹配优势，制造了高性能硅石墨烯场效应晶体管。
碳基材料的研究与应用
碳基材料的研究与应用碳基材料是指含碳元素为主体的材料，包括石墨、烟墨、碳纳米管、石墨烯等种类。
这些材料因其具有良好的热导性、导电性、机械性能和化学惰性而受到研究者们的广泛关注。
随着科技的不断发展，碳基材料也得到了越来越广泛的应用。
本文将介绍碳基材料的研究和应用现状。
一、碳基材料的研究进展1. 石墨石墨是碳基材料中应用最广泛、最成熟的一种。
石墨由层状的石墨烯片堆积而成，具有良好的导电性和热导性。
石墨被广泛应用于轴承、密封件、石墨电极等领域。
石墨纤维还可以制作为高强度、高韧性、低密度的复合材料，具有广泛的应用前景。
2. 烟墨烟墨是由碳黑和聚合物形成的一种复合材料。
烟墨具有良好的导电性和导热性能，广泛应用于印刷电路板、复合材料增强、防静电材料等领域。
3. 碳纳米管碳纳米管是由碳原子构成的管状结构，具有良好的导电性、导热性、机械性能和化学稳定性。
碳纳米管可用于制备传感器、导电纺织品、高强度复合材料等。
此外，碳纳米管还具有良好的催化性能，有望用于催化反应领域。
4. 石墨烯石墨烯是由一个层厚仅为一个原子的石墨片组成，具有极强的导电性、热导性和机械性能。
石墨烯具有广泛的应用前景，可以用于高效能太阳能电池、二维材料电子器件、智能薄膜等领域。
二、碳基材料的应用前景1. 碳基纳米材料在能源领域的应用碳基纳米材料具有较高的导电性、导热性和化学缓蚀性，可以用于制备高效能太阳能电池、锂离子电池等新型能源材料。
2. 碳基材料在催化领域的应用碳基材料因其独特的催化性能，在光催化、电催化、化学催化等领域有广泛的应用前景。
3. 碳基材料在电子器件领域的应用碳基纳米材料因其优异的导电性、导热性和机械性能，可以用于制备超薄电子器件、传感器、电容器、电极等。
4. 碳基纳米材料在材料强化领域的应用碳纳米管、石墨烯等碳基纳米材料具有极高的强度和韧性，可以用于制备高强度、高韧性、低密度的复合材料，具有广泛的应用前景。
结论碳基材料因其良好的电、热、机械性能和化学稳定性在各领域有着广泛的研究和应用。
碳基纳米材料
碳基纳米材料
碳基纳米材料是一类具有特殊结构和性能的纳米材料，由碳元素组成，具有独
特的电学、光学、热学和力学性质。
碳基纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米片等，它们在材料科学、纳米科技、电子学、光电子学等领域具有广泛的应用前景。
首先，碳纳米管是一种空心圆柱形结构的碳纳米材料，具有优异的导电性、热
导率和力学性能。
碳纳米管可以用于制备导电材料、增强材料、传感器、储能材料等。
其独特的结构和性能使其在纳米材料领域具有重要的应用前景。
其次，石墨烯是一种由单层碳原子按照六角形排列而成的二维材料，具有优异
的导电性、热导率和机械强度。
石墨烯可以用于制备柔性电子器件、透明导电薄膜、超级电容器、锂离子电池等。
其独特的二维结构和优异的性能使其成为纳米材料领域的研究热点。
最后，碳纳米片是一种由多层石墨烯片层堆积而成的纳米材料，具有介于石墨
烯和石墨之间的性质。
碳纳米片可以用于制备导电材料、阻燃材料、复合材料等。
其特殊的结构和性能使其在材料科学和工程领域具有广泛的应用前景。
总之，碳基纳米材料具有独特的结构和性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米
科技的不断发展和进步，碳基纳米材料将会在材料科学、电子学、光电子学等领域发挥重要作用，推动科技创新和产业发展。
希望通过对碳基纳米材料的研究和应用，能够为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
碳基材料的研究和应用前景
碳基材料的研究和应用前景随着人们对环境保护的重视和科技进步的不断推动，碳基材料的研究和应用也在不断扩展。
碳基材料具有良好的导电、导热、力学性能，以及优良的化学稳定性等特点，因此受到了广泛的关注和应用。
本文将从碳基材料的基本概念和制备方法、应用领域以及未来发展趋势等方面进行论述。
一、碳基材料的基本概念和制备方法碳基材料是指以碳为主要原料制备的具有一定结构和性质的材料。
根据形态和结构的不同，常见的碳基材料可以分为纳米碳管、石墨烯、碳纳米片、活性炭和碳纤维等。
其中，纳米碳管和石墨烯等新型碳材料因其特殊的电学、热学和力学性质，成为了当前研究的热点。
制备碳基材料的方法有多种，其中碳化反应、界面析碳、热解和化学气相沉积等是较为常见的方法。
碳化反应是将碳前体与气体反应，在高温下生成粉末、颗粒、涂层等形态的碳材料。
界面析碳是指通过金属、陶瓷等材料的表面析碳而形成的碳材料。
热解法则是指在高温下升华有机物质，使其分子发生断裂并生成碳材料。
化学气相沉积法是通过气相反应在基底表面沉积碳材料。
二、碳基材料的应用领域碳基材料具有优良的性质和多重应用，因此在多个领域被广泛应用。
其中，电子学、化学、储能、光学等领域应用最为广泛。
（一）电子学领域纳米碳管和石墨烯等碳基材料具有良好的导电性和力学性能，可应用于智能设备、传感器、电容器、半导体器件等方面。
石墨烯可制得非常薄的结构，因此在电子学领域有广泛的应用前景。
在智能电子领域，纳米碳管的透明性更是其优于其他材料的特点之一，可制成柔性显示屏、触摸屏等产品。
此外，碳化硅器件已经取代了硅材料器件，因为它们的使用寿命更长。
（二）化学领域活性炭、碳分子筛等碳基材料因其高比表面积和多孔性质，可以用作吸附剂，清除空气和水中的污染物，处理化学废水等。
此外，碳纤维可用于制备大型超轻型飞机和汽车等高强度材料，是未来高端汽车和飞行器的重要材料之一。
（三）储能领域碳基电容器和锂离子电池是储能领域最常见的应用之一。
碳材料基础资料
1
为什么金刚石不导电而石墨导电？
导不导电取决于有没有能够在整个分子中自由 运动的电子。
石墨的晶体结构是层状的，包 含很多层石墨分子片层。在每 个片层中，碳原子呈SP2轨道 杂化，与周围的三个碳原子形 成三个互成120°角的σ键（电子 云沿纵向轴相互重叠），这样 的化学键中的电子是“束缚” 的，只能在两个原子核周围活 动。
2． 碳的结构：石墨
根据其结构，可推断出其具有以下性质： • 各向异性； •层面间相对易滑动，可生成层间化合物； •不熔融性及化学稳定性； • 导电性
结 构 决 定 性 质
2． 碳的结构：石墨
例：富勒烯和纳米碳管
笼状32面体，五边形环为单键，键长约为0.145nm，两个六边形
环的公共边则为双键，键长为0.138nm，共有30个双键；每个五
很容易看出哪个具有金刚光泽。此方法不宜在过暗或过强的灯光下是
进行。
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2021/6/15
类金刚石：
类金刚石(diamond like carbon，简称为DIC)薄 膜是一种含有一定量金刚石键(sp3)的非晶碳的亚稳 类型的薄膜，它是一类性质近似于金刚石，具有高 硬度.高电阻率.良好光学性能等，同时又具有自身 独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。
2021/6/15
1
可以看出每个碳原子 的电子轨道呈现出 SP3杂化，也就是说 碳原子的所有外层孤 电子都参与形成了σ键 ，没有多余的孤电子 来形成π键，就更遑论 大π键了，所有的电子 都被束缚着，没有自 由电子，电阻自然就 很大了。
2021/6/15
键长0.1554nm 键角为109º28´
1
边形与6个六边形共边，而六边形则将5个五边形彼此隔开。
7、金刚石和类金刚石
《2024年基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料》范文
《基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料》篇一基于SR-μ-CT和原位电子辐照研究C-C复合材料一、引言C/C复合材料（碳纤维增强碳基复合材料）因其出色的力学性能、热稳定性和电磁性能，在航空、航天、能源等领域得到了广泛应用。
然而，其微观结构和性能的深入研究仍需借助先进的检测技术。
本文将介绍一种基于SR-μ-CT（同步辐射微米级计算机断层扫描）和原位电子辐照的方法，用于研究C/C复合材料的高质量分析。
二、研究方法1. 实验材料本实验采用不同配比的C/C复合材料样本。
2. 同步辐射微米级计算机断层扫描（SR-μ-CT）SR-μ-CT是一种无损检测技术，具有高分辨率、高对比度等优点，可以用于观测C/C复合材料的微观结构。
通过对样本进行SR-μ-CT扫描，可以获取其三维结构信息。
3. 原位电子辐照原位电子辐照技术可以模拟材料在极端环境下的性能变化，通过观察材料在电子束辐照下的微观结构变化，可以研究其辐射稳定性。
三、实验结果与分析1. 微观结构分析通过SR-μ-CT扫描得到的C/C复合材料三维结构图像显示，碳纤维分布均匀，与碳基体结合紧密。
不同配比的C/C复合材料在微观结构上存在差异，但总体上表现出良好的纤维增强效果。
2. 原位电子辐照实验结果原位电子辐照实验表明，C/C复合材料在电子束辐照下表现出较好的辐射稳定性。
随着辐照时间的延长，碳纤维和碳基体的微观结构发生变化，但整体结构仍保持稳定。
这表明C/C复合材料具有良好的抗辐射性能。
四、讨论与结论通过SR-μ-CT和原位电子辐照实验，我们深入了解了C/C复合材料的微观结构和抗辐射性能。
结果表明，C/C复合材料具有优异的力学性能和热稳定性，以及良好的抗辐射性能。
这为其在航空、航天、能源等领域的应用提供了有力支持。
此外，SR-μ-CT和原位电子辐照技术的结合为研究其他复合材料的微观结构和性能提供了新的思路和方法。
五、展望与建议未来，我们可以进一步研究C/C复合材料的抗辐射机理，以及不同配比和制备工艺对其性能的影响。
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分子电子学中的碳基材料毕业正文毕业论文题目分子电子学中的碳基材料学院物理科学与技术学院专业物理学班级0901学生赵小明学号20090922155指导教师赵朋二〇一三年五月十二日摘要伴随着日益复杂的电子技术产品的发展，过去自上而下都依赖的硅基技术正面临着技术方面和物理方面的双层挑战。
在采用自下向上的方法建设电子电路时，碳基纳米材料是非常好的候选材料，因为它们有半导体的特性并且物理尺寸很小，可以用于建立电子连接。
例如有独特的电子性质的富勒烯，已经允许在建设分子整流器和晶体三极管时，可以以多种状态存在。
碳纳米管在建设分子电路和场效应晶体管方面具有很大的潜力。
另一方面，石墨烯不仅是代替ITO组成透明电极的最有前景的材料，同时它也展现了它的量子霍尔效应和电导特性。
本论文主要体现了碳纳米材料在分子电子学中最近的发展状况。
关键词：碳纳米材料；分子电导；分子电子学；单分子电子器件19ABSTRACTAs the growing complexity of electronic devices, the top-down method used with silicon based technology is facing both technological and physical challenges. Carbon-based nanomaterials are good candidates to be used in the development of electronic circuitry using the bottom-up approach, because they have semiconductor properties and dimensions within the required physical limit to construct electrical connections. For example, the unique electronic properties of fullerenes have made the construction of molecular rectifiers and molecular transistors that can work with more than two logical states. Carbon nanotubes have shown their values to be used in the construction of molecular wires and FET transistors that can operate in the THz frequency bias range. On the other hand, graphene is not only the most promising material for replacing ITO in the construction of transparent electrodes but it has also shown quantum Hall effect and quantum conductance properties that depend upon the edges or chemical doping. The purpose of this work is to present recent developments on the utilization carbon nanomaterials in molecular electronics.Keywords：Carbon nanomaterials；Molecular conductance；Molecular electronics；Unimolecular electronic devices19目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1碳纳米材料的类型和形状 (2)192 富勒烯 (3)2.1富勒烯的制备 (3)2.2 富勒烯的氧化还原性能 (4)2.3 单个富勒烯分子的电子输运性质 (5)2.4 富勒烯单分子器件 (6)2.4.1 分子导线和供体-受体系统 (6)2.4.2 分子整流管 (8)2.4.3 晶体管 (8)2.5 总结与未来的方向 (9)3 碳纳米管 (10)3.1 碳纳米管的制备和提纯 (10)3.2 碳纳米管的电化学性质 (10)3.3 碳纳米管的电荷传输性质 (11)3.4 碳纳米管器件 (11)3.4.1 碳纳米管作为连接体 (11)3.4.2 碳纳米管晶体管 (12)3.5 集成电路与未来的方向 (12)4 石墨烯 (13)4.1 简介 (13)4.2 性质 (13)4.2.1 单分子和双分子层石墨烯 (13)4.2.2 多分子层石墨烯 (14)4.3 有机光电子的应用 (14)4.4 总结和未来的方向 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (19)附录 (20)191 前言伴随着日益复杂的电子技术产品的发展，过去自上而下都依赖的硅基技术正面临着技术方面和物理方面的双层挑战[1-2]。
相比之下，用小分子采用自下而上的方法构造电路正变得越来越受关注。
分子所以被用作电子设备的理想候选材料，是因为它们可以用人们熟知并且简单的方法来制备合成。
在2003年，TAO和他的合作者采用扫描隧道显微镜的方法（STM），测出了多种有机分子的电导[3]。
电导的直方图显示出来的峰值是量子电导G0（=2e2/h=77 μS）的1/100的整数倍,这取决于电极之间分子形成稳定连结的数目（见图1.1）。
图1.1（a，b）单分子电导实验示意图；（c，d）相应的实验结果2005年，同一研究小组报道了将一个有机分子作为一个分子晶体管的方法，并且通过分子的电流可以由栅极电压（Vg）进行控制[4]。
随着电压的减小，电流增加，当电压减小为-0.65V时，电流会发生大幅度的增加。
对照试验表明电流对栅极电压没有依赖关系，进一步证明了晶体管的一些性质。
碳基纳米材料是建设分子集成电路很好的候选材料，因为它们具有半导体的性质，并且物理尺寸很小[5]。
许多研究人员已经测量出单个分子的电导系数，并了解了19它们内在的化学性质。
例如，Venkataraman在2006年，证明了随着苯基团中分子之间转动角度的增加，联苯化合物的电导系数会减小[6]。
1.1 碳纳米材料的类型和形状随着富勒烯[7]的发现，碳纳米材料的家族一直不断的在壮大（见图1.2），富勒烯的发现紧随其后的是多壁(MWCNTs)和单壁的碳纳米管(SWCNTs)。
通过电阻蒸发石墨时，在炭黑中发现了“洋葱”结构的同心多壳层富勒烯，通过对纳米金刚石高温淬火[8]，或者是水下电弧放电[9]，有机溶剂[10]，液氮[11]等方法，它们还能形成无定形碳和碳纳米管。
其它突出的纳米结构，如奈米角型碳管(CNHs)，是在室温下将二氧化碳通过激光消融的碳在没有金属催化剂的条件下形成的。
通过质谱分析法发现富勒烯之后，内嵌金属富勒烯接着被发现，它们的内嵌性质几年后就被确认。
原子团簇也被定义在在富勒烯的范围之内，也许这个集团中最重要的家族要属三金属氮化物内嵌金属富勒烯(TNT-EMFs)。
而且金属氧化物、金属碳化物、金属硫化物也能内嵌到富勒烯碳笼中。
图1.2碳纳米材料代表性的例子。
空笼富勒烯（a）C60；（b）C70；内嵌富勒烯（c）La2@I h-C80；（d）Lu3N@I h-C80；（e）石墨烯片；（f）锯齿状的单壁碳纳米管；（g）扶手椅状的单壁碳纳米管；（h）对19称性的固碳纳米管；（i）奈纳米角碳管（j）嵌套碳笼2 富勒烯2.1 富勒烯制备富勒烯是在用激光诱导石墨蒸发的时候首次被发现的，然而，第一次制备富勒烯却是用电弧放电蒸发石墨实现的[12-15]，如图2.1所示。
图2.1电弧放电反应器制备富勒烯它是由真空出口管、电机、电源、气体出口、等离子体、石墨棒含有的金属氧19化物正极、石墨负极、水出口等部分组成。
现在，碳氢化合物是制备空笼富勒烯的最好的原料。
位于日本的世界上最大的富勒烯制造厂也使用这种原料。
这种火焰是由燃烧碳氢化合物的一部分形成的；因此，它的反应温度取决于碳氢化合物和氧气的比例，通常低于2000K。
这种方法的主要优点是，它是一个连续的过程并且整体能耗低。
然而，由于火焰的产生也限制了该方法的适用范围；因此，在实验室制备富勒烯时电弧放电的方法是优先考虑使用的。
电极之间间隙的距离，不仅影响等离子体的电气特性，同时也影响辐射水平和等离子体与周围环境的热交换。
其它参数，如金属添加，等离子气体和温度都相对独立和容易调节的，因此用多个相同的电弧放电反应器来制备大量的碳纳米材料变成了现实。
粉末状的金属或金属氧化物可以填充在石墨棒中，从而导致内嵌金属富勒烯的形成。
同时，如果在电弧放电时控制反应气体，不同的团簇还可以合并内嵌到富勒烯碳笼中。
盐类或有机分子可以用作包装材料，多元化的产品能够从电弧放电过程中直接获得。
2.2 富勒烯的氧化还原性能早期的理论计算建立在C60有一个低能级的LUMO轨道，并且是三重简并，因此能够接受6个以上电子的减少[16]。
在电化学实验中，甲苯与乙腈的比例为5：1，并且溶剂混合物的温度为-10℃时，C60的电化学性质才可能检测出来（见图2.2）。
19图2.2 (a)C60富勒烯的电化学性能，循环伏安法（上）和差分脉冲电化学伏安法（下）；（b) 富勒烯吸收6个电子（红色箭头）后的HOMO和LUMO轨道示意图对于C70，可以预测它的LUMO轨道是二重简并，因此可以吸收四个电子，LUMO 和LUMO+1轨道的能量差是很小的。
对于C60，可以观察到六个可逆的还原过程。
在氧化扫描过程中，使用1,1,2,2-四氯乙烷作为溶剂，观察到一个氧化可逆过程的是C60，两个氧化过程的是C70，通过计算第一次能量下降和第一次氧化过程发生时的能差，可以得出C60和C70的HOMO–LUMO能隙分别为2.32 eV 和2.22 eV，这些发现体现了C60和C70丰富的氧化还原性。
更大的空笼富勒烯的氧化还原性同样丰富，用于区分不同的同分异构体，它已经成为一个重要的技术方法。
对于TNT-EMFs的电化学性质，M3N@ C2n（n>39）不同于空笼富勒烯，这是碳笼的结构不同和金属团簇与碳笼之间的相互作用导致的（见图2.3）。
因此，还原过程是化学可逆，电化学不可逆的。
由于HOMO轨道主要位于三金属氮化物团簇中，氧化过程发生在低电位，HOMO–LUMO能隙的很小的。