Organiniai puslaidininkiai: vertikaliai judantys | NPP Azijos medžiagos

Organiniai puslaidininkiai: vertikaliai judantys | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Užsakytas dubenėlio formos molekulių sudėjimas į kietą būseną reiškia, kad kristalo orientacija daro dramatišką poveikį jų laidumui.

Anglies medžiagų, tokių kaip fullenai ir nanovamzdeliai, elektroninės savybės yra išsamių tyrimų objektas. Trečdalis ir iki šiol mažiau ištirta anglies medžiagos forma yra dubenio formos poliaromatiniai angliavandeniliai. Toshikazu Hirao ir bendradarbiai 1 iš Japonijos Osakos universiteto dabar praneša, kad kietoje būsenoje sumanenas - vienas iš tokio dubenėlio formos junginio pavyzdžių - pasižymi labai naujomis elektroninėmis savybėmis.

Sumaneną sudaro keturi lydyto benzeno tipo žiedai, kuriuos toliau jungia trys metileno (CH2) tilteliai (1 pav.). Šie tiltai lemia, kad visa struktūra tampa dubenio formos. Struktūra panaši į nedidelį buckminsterfullerene molekulės fragmentą.

Image

1 pav. Sumaneno struktūra (kairėje) ir dubeniui būdingų konstrukcijų pakavimas kietoje būsenoje (dešinėje).

„Kai mes gavome kristalinę sumaneno struktūrą, mes nustatėme, kad molekulės buvo sukrautos kartu į stulpelius ir kad kiekviena kolonėlė sukrauta ta pačia kryptimi“, - sako Hirao. „Ir tokiu būdu maksimaliai padidėja elektronų orbitų persidengimas ir tai paskatino mus ištirti šios medžiagos elektronines savybes“.

Buvo nustatyta, kad elektronų mobilumas, kuris yra glaudžiai susijęs su laidumu, išilgai sumaneno molekulių krūvos ašies yra panašus į buckminsterfullerene ir žymiai mažesnis statmena kryptimi.

Hirao ir kolegos taip pat paruošė kristalą, kuriame yra nedidelis kiekis susijusios molekulės - bromosumaneno - ir atrado, kad jo laidumas yra dramatiškai sumažėjęs. „Yra žinomas, kad bromo atomas, esantis bromosumanene, sulaiko elektronus, ir tai patvirtina mintį, kad svarbiausias laidumo faktorius yra elektronų judėjimas sukrautose kolonose“, - sako Hirao.

Sumaneno struktūrą turėtų būti gana lengva modifikuoti, palyginti su, pavyzdžiui, fulleno ir anglies nanovamzdeliais, ir tai bus svarbu atliekant šios srities tyrimus ateityje. „Rengdami susijusias konstrukcijas, turėtume sugebėti suderinti atstumą tarp kolonų dubenėlių ir dėl to elektronines savybes“, - sako Hirao. „Manome, kad ateityje šie dubenėlio formos junginiai gali tapti trečiąja pagrindine medžiaga, be anglies nanovamzdelių ir fullenų“.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.