Elektrik iletebilen ve 10 nanometreye kadar yalıtım katmanına sahip tek moleküllü nanoteller oluşturun
Monomoleküler iletkenler için Osaka Üniversitesi'ndeki bir araştırma ekibi, 10 nanometreye kadar yalıtım katmanına sahip monomoleküler nanoteller üretti. Araştırmacılar, bu nanotellerin elektriksel özelliklerini ölçerken, şerit zincirini düzleştirmeye zorlamanın, bükülmüş konformasyona kıyasla iletkenliği önemli ölçüde artırdığını buldular. Bu keşif, akıllı telefon ekranları ve fotovoltaik hücreler de dahil olmak üzere yeni nesil pahalı olmayan yüksek teknoloji ekipmanlara olanak sağlayabilir. Karbon bazlı polimerler, ayakkabı tabanlarındaki kauçuktan insan vücudunu oluşturan proteinlere kadar her yerde görülebilen, tekrar eden birimlerden oluşan uzun moleküler zincirlerdir.
Eskiden bu moleküllerin elektriği iletemeyeceği düşünülüyordu, ancak iletken polimerlerin keşfedilmesiyle tüm bunlar değişti. Bunlar, karbon bazlı moleküllerin küçük bir parçasıdır ve tek ve çift bağları nedeniyle, aynı zamanda konjuge bağlar olarak da adlandırılırlar, küçük teller gibi çalışabilirler. Karbon bazlı iletkenlerin üretimi ve özelleştirilmesi geleneksel elektronik ürünlere göre daha kolay ve daha ucuz olduğu için, OLED TV'lere, iPhone ekranlarına ve güneş panellerine hızla uygulanırken, maliyetleri önemli ölçüde düşürüyorlar. Şimdi, Osaka Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, 24'e kadar tekrar eden birimle çeşitli uzunluklarda düşük tiyofen zincirleri sentezlediler.
Bu, tek bir nanotelin uzunluğunun 10 nanometreye ulaşabileceği anlamına gelir.Tek bir molekülün içsel iletkenliğini doğru bir şekilde ölçmek için, teller arasındaki akımı önlemek için tellerin yalıtılması gerekir. Kuantum mekaniğinin kurallarına göre, moleküllerdeki elektronlar, lokalize parçacıklardan çok dağınık dalgalar gibi davranırlar.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Düşük tiyofende üst üste binen bağlar, elektronların polimer omurgasında tamamen dağılmasına izin verir, böylece molekülden kolayca yanal olarak geçebilir ve böylece bir elektrik akımı oluşturabilir. Bu ücret transferinin tamamen farklı iki yolu vardır. Çalışmanın ilk yazarı Dr. Yutaka Ie şöyle açıkladı: Kısa bir mesafede, elektronlar dalga benzeri bir yapıya sahip olan bariyerden doğrudan 'tünel oluşturur'.
Ancak uzun mesafelerde, hedeflerine ulaşmak için bir yerden diğerine atlayacaklar. Osaka Üniversitesi araştırma ekibi, düşük tiyofen zincirini bükülmüş halden düz hale getirmenin, düşük tiyofen konjuge omurgasının daha fazla örtüşmesine neden olacağını ve bu da daha yüksek genel iletkenlik anlamına geldiğini buldu. Sonuçlar, bükülmüş konformasyona kıyasla, düz zincirin tünel açmadan daha kısa zincir uzunluğunda atlama iletimine geçtiğini göstermektedir. Araştırmacılar, bu araştırma çalışmasının yepyeni bir ekipman dünyası açabileceğine inanıyor. Bu çalışma, yalıtılmış nanotellerin yeni bir "tek moleküllü elektronik" alanında kullanılabileceğini göstermektedir ve araştırması "Physical Chemistry Letters" da başarıyla yayınlandı.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Osaka Üniversitesi
Referans dergisi "Physical Chemistry Letters"
DOI: 10.1021 / acs.jpclett.9b00747
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
