Bir molekulyar rektifikator - Unimolecular rectifier

Vodorodni individual ravishda olib tashlash mumkin H2IES a uchiga ortiqcha kuchlanish berish orqali molekulalar tunnel mikroskopini skanerlash (STAM, a); bu olib tashlash TPP molekulalarining bir xil STM uchi yordamida o'lchangan oqim kuchlanishli (I-V) egri chiziqlarini o'zgartiradi. diyot -like (b dagi qizil egri chiziq) qarshilik o'xshash (yashil egri). Rasm (c) qatorida TPP, H ko'rsatilgan2TPP va TPP molekulalari. Rasmni (d) skanerlashda H ga ortiqcha kuchlanish berildi2(D) ning pastki qismida va (e) qayta skanerlashda ko'rsatilgandek vodorodni bir zumda olib tashlagan qora nuqtadagi IES.[1]

A bir molekulyar rektifikator bitta organik molekula vazifasini bajaruvchi rektifikator (bir tomonga dirijyor ) ning elektr toki. Ushbu g'oya dastlab 1974 yilda Arie (keyinchalik Ari) Aviram tomonidan taklif qilingan, keyin IBM va Mark Ratner, keyin Nyu-York universiteti.[2] Ularning nashr etilishi yangi sohadagi birinchi jiddiy va aniq nazariy taklif bo'ldi molekulyar elektronika Organik molekulalarga ba'zi kimyoviy birikmalarning mezomerik ta'siriga asoslanib, kimyoviy birikmalar yordamida pn birikmasini simulyatsiya qilish orqali molekulyar rektifikator qurildi.

Ularning taklif qilgan rektifikatsion molekulasi, uning ichidagi elektr o'tkazuvchanligi elektronga boy subunitdan yoki qism (elektron donor) elektroni kam bo'lgan qismga (elektron akseptori), ammo yoqimsiz (bir nechta elektron volt ) teskari yo'nalishda.


Tadqiqot

Ko'plab potentsial rektifikatsiya qiluvchi molekulalar Robert Melvil Metzger, Charlz A. Panetta va Daniell L. Mattern (Missisipi universiteti ) 1981-1991 yillarda, ammo o'tkazuvchanlik uchun muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazilmagan.

Ushbu taklif 1990 va 1993 yillarda ikkita hujjatda guruhlar tomonidan tasdiqlangan Jon Roy Sambles (Exeter universiteti, Buyuk Britaniya ) va Jeffri Jozef Eshvell (vaKrenfild universiteti hozirda Lankaster universiteti, Bir-biriga o'xshamaydigan metall elektrodlar orasida joylashgan geksadetsilkinoliniy tricyanokinodimetanidning bir qatlamidan foydalangan holda (magniy va platina )[3][4] 1997 yilda va 2001 yilda uchta hujjatda Mettsger tomonidan tasdiqlangan (hozirda Alabama universiteti ) va bir xil metallardan foydalangan hamkasblar (birinchi alyuminiy, keyin oltin ).[5][6][7]

Ushbu qog'ozlardan foydalaniladi Langmuir-Blodgettning bir qavatli qatlamlari (bitta molekula qalinligi) taxminan 10 ga teng14 10 ga15 parallel ravishda o'lchangan molekulalar. Metzger guruhi tomonidan 1997 yildan 2006 yilgacha juda xilma-xil tuzilishga ega to'qqizga yaqin shunga o'xshash rektifikatorlar topilgan.[8] PEG bilan jihozlangan yana bir necha perilen asosidagi organik rektifikatorlar (polietilen glikol ) Mattern laboratoriyasida gilzalar sintez qilingan, Ramakrishna Samudrala.[9] Ushbu rektifikatorlar rektifikatsiyani egiluvchanlik bilan o'lchashga imkon beradi.

Yagona molekulalar kovalent ravishda bog'langan ga qadar oltinni o'rganishgan tunnelli spektroskopiyani skanerlash va ularning ba'zilari Luping Yu guruhlari ko'rsatganidek, bitta molekulalar sifatida o'rganilgan bir molekulali rektifikatorlardir (Chikago universiteti ) va Ashuell (keyinchalik Lankaster universiteti, Buyuk Britaniya ).

Maqsadlar

UEda (molekulyar masshtabli elektron deb ham yuritiladi) harakatlantiruvchi g'oya shundan iboratki, to'g'ri ishlab chiqilgan "elektroaktiv" molekulalar 1 dan 3 gachanm uzunligi bilan almashtirilishi mumkin kremniy kamaytirishga asoslangan qurilmalar elektron maksimal integral mikrosxemalar tezligini bir vaqtda oshirilishini ta'minlovchi komponent o'lchamlari. Biroq, kuchaytirish 2012 yilgacha amalga oshirilmagan ediva metall elektrodlari va molekulalari orasidagi kimyoviy o'zaro ta'sirlar murakkabdir.

Adabiyotlar

  1. ^ Zoldan, Vinitsiy Klaudio; Fatsio, Rikardo va Pasa, Andre Avelino (2015). "Yagona molekulali diodalarning N va p tipdagi xarakteri". Ilmiy ma'ruzalar. 5: 8350. Bibcode:2015 NatSR ... 5E8350Z. doi:10.1038 / srep08350. PMC  4322354. PMID  25666850.
  2. ^ Aviram, Arie; Ratner, Mark A. (1974). "Molekulyar rektifikatorlar". Kimyoviy fizika xatlari. 29 (2): 277. Bibcode:1974CPL .... 29..277A. doi:10.1016/0009-2614(74)85031-1.
  3. ^ Ashwell, GJ, Sambles, JR, Martin, AS, Parker, WG va Sableable, M. (1990). "Mg ning rektifikatsion xususiyatlari (C16H33-Q3CNQ LB filmi) | Pt tuzilmalari ". J. Chem. Soc. Kimyoviy. Kommunal. (19): 1374. doi:10.1039 / C39900001374.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  4. ^ Martin, AS, Sambles, JR va Ashwell, GJ. (1993). "Molekulyar rektifikator". Fizika. Ruhoniy Lett. 70 (2): 218–221. Bibcode:1993PhRvL..70..218M. doi:10.1103 / PhysRevLett.70.218. PMID  10053732.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  5. ^ Xu, T., Peterson, I.R., Lakshmikantham, M.V. va Metzger, R.M. (2001). "Oltita elektrodlar orasidagi hexadecylquinolinium Tricyanoquinodimethanide monolayerining rektifikatsiyasi". Angew. Kimyoviy. Int. Ed. 40 (9): 1749–1752. doi:10.1002 / 1521-3773 (20010504) 40: 9 <1749 :: AID-ANIE17490> 3.0.CO; 2-O.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  6. ^ Metzger, R.M .; Chen, B., Xyopfner, U., Lakshmikantham, MV, Giyom, D, Kavay, T., Vu, X., Tachibana, X, Xyuz, TV, Sakuray, TV, Bolduin, JW, Xosh, S, Kava. , MP, Brehmer, L. va Ashwell, GJ (1997). "Hexadecylquinolinium Tricyanoquinodimethanide birimolekulyar elektr rektifikatsiyasi". J. Am. Kimyoviy. Soc. 119 (43): 10455–10466. doi:10.1021 / ja971811e.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  7. ^ Metzger, RM, Xu, T. va Peterson, I.R. (2001). "Makroskopik oltin elektrodlari o'rtasida o'lchangan heksadesilkinoliniyum tricyanokinodimetanidning bir qatlamli elektr rektifikatsiyasi". J. Fiz. Kimyoviy. B. 105 (30): 7280–7290. doi:10.1021 / jp011084g.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  8. ^ Metzger, R.M. (2006). "Bir molekulyar rektifikatorlar: hozirgi holat". Kimyoviy. Fizika. 326 (1): 176–187. Bibcode:2006CP .... 326..176M. doi:10.1016 / j.chemphys.2006.02.026.
  9. ^ Samudrala, Ramakrishna (2008), t.f.n. tezis. Missisipi universiteti