Molekülsüz doğrultucu - Unimolecular rectifier

Hidrojen bireyden uzaklaştırılabilir H2TPP moleküllerin ucuna aşırı voltaj uygulayarak Tarama tünel mikroskopu (STAM, a); bu çıkarma, TPP moleküllerinin akım-voltaj (I-V) eğrilerini, aynı STM ucu kullanılarak ölçülen diyot -like (b'deki kırmızı eğri) direnç benzeri (yeşil eğri). Resim (c) bir TPP, H satırı göstermektedir2TPP ve TPP molekülleri. Görüntü (d) taranırken, H'ye aşırı voltaj uygulandı2(D) 'nin alt kısmında ve yeniden tarama görüntüsünde (e) gösterildiği gibi, hidrojeni anında ortadan kaldıran siyah noktadaki TPP.[1]

Bir tek moleküllü redresör tek bir organik molekül hangi bir doğrultucu (tek yön orkestra şefi ) nın-nin elektrik akımı. Fikir ilk olarak 1974'te Arieh (daha sonra Ari) Aviram tarafından, daha sonra IBM, ve Mark Ratner, sonra New York Üniversitesi.[2] Yayınları, yeni alanda ilk ciddi ve somut teorik öneriydi. moleküler elektronik Bazı kimyasal bileşiklerin organik moleküller üzerindeki mezomerik etkisine dayanarak, kimyasal bileşikler yardımıyla pn birleşimini simüle ederek bir moleküler doğrultucu oluşturuldu.

Önerilen doğrultucu molekülü, içindeki elektrik iletiminin elektron açısından zengin alt birimden tercih edileceği şekilde tasarlandı. parça (elektron vericisi) elektron açısından fakir bir kısma (elektron alıcısı), ancak hoşnutsuz (birkaç kişi tarafından elektron volt ) ters yönde.


Araştırma

Robert Melville Metzger, Charles A. Panetta ve Daniell L.Mattern grupları tarafından birçok potansiyel düzeltici molekül incelenmiştir (Mississippi Üniversitesi ) 1981 ve 1991 arasında, ancak iletkenlik açısından başarılı bir şekilde test edilmedi.

Bu öneri, 1990 ve 1993 yıllarında iki makalede doğrulanmıştır. John Roy Sambles (Exeter Üniversitesi, İngiltere ) ve Geoffrey Joseph Ashwell (Cranfield Üniversitesi şimdi de Lancaster Üniversitesi, UK), benzer olmayan metal elektrotlar arasına sıkıştırılmış bir heksadesilkinolinyum tricyanoquinodimethanide tek tabakası kullanarak (magnezyum ve platin )[3][4] ve daha sonra 1997 ve 2001'de Metzger tarafından üç makalede onaylandı (şimdi Alabama Üniversitesi ) ve aynı metalleri kullanan iş arkadaşları (önce alüminyum, sonra altın ).[5][6][7]

Bu kağıtlar kullanır Langmuir-Blodgett tek tabakaları (bir molekül kalınlığında) tahmini 1014 10'a kadar15 paralel ölçülen moleküller. Metzger'in grubu tarafından 1997 ve 2006 yılları arasında çok farklı yapıya sahip yaklaşık dokuz benzer redresör bulundu.[8] PEG'li bazı daha fazla perilen bazlı organik redresör (polietilen glikol ) kırlangıç ​​kuyrukları Mattern'in laboratuvarında Ramakrishna Samudrala tarafından sentezlendi.[9] Bu redresörler, düzeltmenin esneklikle ölçülmesine izin verir.

Tek moleküller kovalent bağlı altının üzerinde çalışıldı taramalı tünelleme spektroskopisi ve bazıları tek moleküllü redresörlerdir, Luping Yu (Luping Yu) gruplarının gösterdiği gibi, tek moleküller olarak çalışılmıştır.Chicago Üniversitesi ) ve Ashwell (daha sonra Lancaster Üniversitesi, İngiltere ).

Amaçları

UE'deki (moleküler ölçekli elektronik olarak da adlandırılır) itici fikir, 1 ile 3 arasında, uygun şekilde tasarlanmış "elektroaktif" moleküllerdir.nm uzunlukta, yerini alabilir silikon azaltmak için tabanlı cihazlar devre Maksimum entegre devre hızlarında eşzamanlı artış sağlayan bileşen boyutları. Ancak, amplifikasyon 2012 itibariyle gerçekleşmemiştive metal elektrotlar ile moleküller arasındaki kimyasal etkileşimler karmaşıktır.

Referanslar

  1. ^ Zoldan, Vinícius Claudio; Faccio, Ricardo & Pasa, André Avelino (2015). "Tek moleküllü diyotların N ve p tipi karakteri". Bilimsel Raporlar. 5: 8350. Bibcode:2015NatSR ... 5E8350Z. doi:10.1038 / srep08350. PMC  4322354. PMID  25666850.
  2. ^ Aviram, Arieh; Ratner, Mark A. (1974). "Moleküler doğrultucular". Kimyasal Fizik Mektupları. 29 (2): 277. Bibcode:1974CPL .... 29..277A. doi:10.1016/0009-2614(74)85031-1.
  3. ^ Ashwell, G.J., Sambles, J.R., Martin, A.S., Parker, W.G. ve Szablewski, M. (1990). "Mg'nin düzeltici özellikleri | (C16H33-Q3CNQ LB filmi) | Pt yapıları ". J. Chem. Soc. Chem. Commun. (19): 1374. doi:10.1039 / C39900001374.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  4. ^ Martin, A.S., Sambles, J.R. ve Ashwell, G.J. (1993). "Moleküler doğrultucu". Phys. Rev. Lett. 70 (2): 218–221. Bibcode:1993PhRvL..70..218M. doi:10.1103 / PhysRevLett.70.218. PMID  10053732.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  5. ^ Xu, T., Peterson, I.R., Lakshmikantham, M.V. ve Metzger, R.M. (2001). "Altın Elektrotlar arasında Tek Katmanlı Hekzadesilkuinolinyum Tricyanoquinodimethanide ile Düzeltme". Angew. Chem. Int. Ed. 40 (9): 1749–1752. doi:10.1002 / 1521-3773 (20010504) 40: 9 <1749 :: AID-ANIE17490> 3.0.CO; 2-O.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  6. ^ Metzger, R.M .; Chen, B., Höpfner, U., Lakshmikantham, MV, Guillaume, D, Kawai, T., Wu, X., Tachibana, H, Hughes, TV, Sakurai, TV, Baldwin, JW, Hosch, C., Cava , MP, Brehmer, L. ve Ashwell, GJ (1997). "Heksadesilkinolinyum Tricyanoquinodimethanide'de Unimoleküler Elektriksel Düzeltme". J. Am. Chem. Soc. 119 (43): 10455–10466. doi:10.1021 / ja971811e.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  7. ^ Metzger, R.M., Xu, T. ve Peterson, I.R. (2001). "Makroskopik Altın Elektrotlar Arasında Ölçülen Heksadesilkuinolinyum Trikiyanokinodimetanitin Tek Katmanı ile Elektriksel Düzeltme". J. Phys. Chem. B. 105 (30): 7280–7290. doi:10.1021 / jp011084g.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  8. ^ Metzger, R.M. (2006). "Tek moleküllü redresörler: Mevcut durum". Chem. Fizik. 326 (1): 176–187. Bibcode:2006CP .... 326..176M. doi:10.1016 / j.chemphys.2006.02.026.
  9. ^ Samudrala, Ramakrishna (2008), Ph.D. tez. Mississippi Üniversitesi