Nove molekularne žice za elektroničke uređaje s jednim molekulama

Nano, sljedeća dimenzija (Dokumentarni filmovi sa prevodom) (Srpanj 2019).

Anonim

Znanstvenici na Tokijskom institutu za tehnologiju dizajnirali su novu vrstu molekularne žice dopiranog s organometalnim rutenijem kako bi se postigla neviđenu veću vodljivost nego ranije molekularne žice. Podrijetlo visoke vodljivosti u tim žicama temeljno se razlikuje od sličnih molekularnih uređaja i predlaže potencijalnu strategiju za razvoj visoko provođenja "dopiranih" molekularnih žica.

Od svog koncepta, istraživači su pokušali smanjiti elektroničke uređaje na veličine bez presedana, čak i do stvaranja iz nekoliko molekula. Molekularne žice su među građevinskim blokovima takvih minuscule contraptions, a mnogi istraživači razvijaju strategije za sintetiziranje visoko vodljive, stabilne žice od pažljivo dizajniranih molekula.

Tim istraživača iz Tokyo Instituta za tehnologiju, uključujući Yuya Tanaka, dizajnirao je novu molekularnu žicu u obliku metala metalne elektrode-molekule-metalna elektroda (MMM) koja uključuje polyyne, organsku lančastu molekulu, "dopiranu" s jedinica temeljena na ruteniji Ru (dppe) 2. Predloženi dizajn, koji se nalazi na naslovnici časopisa Američkog kemijskog društva, temelji se na inženjeringu energetske razine vodljivih orbitala atoma žice, s obzirom na karakteristike zlatnih elektroda.

Pomoću skeniranja tunelske mikroskopije, tim je potvrdio da je vodljivost tih molekularnih žica jednaka ili viša od onih prethodno prijavljenih organskih molekularnih žica, uključujući slične žice "dopirane" željezne jedinice. Motivirajući tim rezultatima, istraživači su potom istražili podrijetlo nadređene vodljivosti predložene žice. Otkrili su da su promatrana svojstva provođenja temeljno različite od prethodno priopćenih sličnih MMM spojeva i izvedeni su od orbitalnog cijepanja. Drugim riječima, orbitalni cijepanje inducira promjene u originalnim orbitalima elektrona atoma kako bi se odredio novi "hibridni" orbital koji olakšava prijenos elektrona između metalnih elektroda i molekula žice. Prema Tanaka, "takvo ponašanje orbitalnog razdvajanja rijetko je bilo prijavljeno za bilo koji drugi MMM spoj".

Budući da je uski razmak između najviših (HOMO) i najnižih (LUMO) okupiranih molekularnih orbita ključan čimbenik za povećanje vodljivosti molekularnih žica, predloženi protokol sinteze usvaja novu tehniku ​​za iskorištavanje tog znanja, kako Tanaka dodaje: "Ovo istraživanje otkriva novu strategiju za realizaciju molekularnih žica s izuzetno uskim HOMO? LUMO jazom putem MMM spojnice. "

Ovo objašnjenje za temeljno različita svojstva izvedbe predloženih žica olakšava strateški razvoj novih molekularnih komponenata, što bi moglo biti građevni blokovi budućih malih elektronskih uređaja.

menu
menu