Tek moleküllü elektronik cihazlar için yeni moleküler teller

Anonim

Tokyo Teknoloji Enstitüsü'ndeki bilim adamları, daha önceki moleküler tellerden daha önce görülmemiş derecede daha yüksek iletkenliğe ulaşmak için organometalik rutenyumla takviye edilmiş yeni bir moleküler tip tel tasarladılar. Bu tellerdeki yüksek iletkenliğin kaynağı, benzer moleküler cihazlardan temel olarak farklıdır ve yüksek derecede iletken "katkılı" moleküler tellerin geliştirilmesi için potansiyel bir strateji önerir.

Araştırmacı olduklarından beri, araştırmacılar elektronik cihazları birkaç molekülden üretme noktasına kadar hiç görülmemiş boyutlarda küçültmeye çalıştılar. Moleküler teller, bu tür küçük çarpışmaların yapı taşları arasındadır ve pek çok araştırmacı, dikkatle tasarlanmış moleküllerdeki yüksek iletkenliğe sahip, kararlı telleri sentezlemek için stratejiler geliştirmektedir.

Yuya Tanaka da dahil olmak üzere Tokyo Institute of Technology'den bir araştırmacı ekibi, bir polin, bir organik zincir benzeri molekül olan "katkılı" bir metalin elektrot-molekül-metal elektrot (MMM) bileşimi şeklinde yeni bir moleküler tel tasarladı. rutenyum bazlı bir birim Ru (dppe) 2. Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nin kapağında yer alan önerilen tasarım, altın elektrotların özellikleri göz önünde bulundurularak telin atomlarının iletken orbitallerinin enerji seviyelerine dayanması üzerine kurulmuştur.

Ekip, tarama tünelleme mikroskobu kullanarak, bu moleküler tellerin iletkenliğinin, demir birimlerle "katkılı" benzer teller de dahil olmak üzere, daha önce rapor edilen organik moleküler tellere eşit veya ondan daha yüksek olduğunu doğruladı. Bu sonuçlardan etkilenen araştırmacılar, önerilen telin üstün iletkenliğinin kökenini araştırmaya devam ettiler. Gözlemlenen iletkenlik özelliklerinin, önceden bildirilen benzer MMM bağlantılarından temel olarak farklı olduğunu ve orbital bölünmeden türediklerini bulmuşlardır. Başka bir deyişle, orbital bölünme, metal elektrotlar ve tel molekülleri arasında yeni bir "melez" orbital kolaylaştırıcı elektron transferini tanımlamak için atomların orijinal elektron orbitallerinde değişikliklere neden olur. Tanaka'ya göre, "böyle bir orbital bölme davranışı, başka bir MMM kavşağı için nadiren bildirilmiştir."

En yüksek (HOMO) ve en düşük (LUMO) moleküler orbitaller arasındaki dar bir boşluk, moleküler tellerin iletkenliğini arttırmak için çok önemli bir faktör olduğundan, önerilen sentez protokolü, Tanaka'nın eklediği gibi, bu bilgiyi kullanmak için yeni bir teknik benimsemektedir. MMM bağlantı oluşumu yoluyla son derece dar bir HOMO? LUMO boşluğu ile moleküler kabloları gerçekleştirmek için yeni bir strateji. "

Önerilen tellerin temel olarak farklı iletken özellikleri için yapılan bu açıklama, gelecekteki küçük elektronik cihazların yapı taşları olabilecek yeni moleküler bileşenlerin stratejik gelişimini kolaylaştırmaktadır.

menu
menu