作者:Yukio Hasegawa 来源:《化学物理学报》 发布时间:2014/9/25 20:57:49
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科学家发现分子电子设备更稳定制备材料

 

科学网讯(记者郑金武 通讯员艾星涛)分子电子器件的新兴领域使用分子元件制作微型电路,把我们对便携式的定义提升到了一个新的层次。在这些高效率的电子器件中,单个分子起到了常规器件中导线、电阻器和晶体管的作用。

来自日本和中国台湾6所大学的研究者组成的研究团队发现了一种用于制作微型电子设备的可选材料:二萘品苯(picene)。在9月16日发表在美国物理联合会《化学物理学报》的文章中,研究者报道了附着在银表面的二萘品苯(picene)分子薄层的结构特征和电子特性, 展示了该分子在电子器材应用方面的潜力。

二萘品苯的姊妹分子——并五苯(Pentacene),因其载流子的高流动性,使其具有迅速传导电子的能力,这是制作纳米级电子器件的一个极其重要的特性。但并五苯是由五个苯分子连接成一条直线,因此在通常环境里容易分解。

而二萘品苯的五个苯环分子是以W形相互连接。 简单的结构上的变化也改变了分子的一些特性:二萘品苯具有并五苯载流子的高流动性,但却在化学特性上更加稳定,从而更适合实际应用。

为了测试二萘品苯在金属表面的特性以研究其在电子器材中的状态,研究人员把二萘品苯分子薄层镀在银的表面。然后使用扫描隧道显微镜,一种原子水平的表面成像技术,近距离观察研究二萘品苯和银的相交界面。

在以前的研究中,研究人员发现并五苯和金属表面之间有强相互作用。“我们发现锯齿形的二萘品苯坐落在银表面。”东京大学研究者Yukio Hasegawa说,不同分子之间的相互作用可以改变他们的形状和行为,但是二萘品苯和银表面的相互作用很弱,所以能够保证其电子特性不被功能性的改变。

“弱相互作用在分子应用方面是一个优势,因为这样一来,分子镀层的特性被银表面所改变的可能性就很微小,从而在靠近相交界面的地方,可以保持镀层分子的原始特性。”Yukio Hasegawa表示。

成功的电子线路需要电子元件之间的强相互联系,如果导线磨损,电子就不能在线路里流动。据Hasegawa所说,二萘品苯和银的弱相互作用让它能够直接镀到银表面不需要中间分子层协助稳定,这个性质“对实现与金属电极高质量接触十分重要”。

因为二萘品苯在氧气环境中展现出高载流子流动性,研究人员希望进一步研究在不同氧气浓度下二萘品苯的性质,以阐明载流子高流动性背后的分子机制。

 
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