La emisión de luz como prueba de las pérdidas de energía en las uniones moleculares

Área de la Ciencia:

• La electrónica molecular
• Semiconductores orgánicos
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• La emisión de luz visible de las uniones moleculares ofrece información sobre el transporte de cargas.
• Estudios anteriores atribuyeron la emisión de luz en las uniones Al/AlOx/Au a la relajación del portador caliente.
• La comprensión de los mecanismos de transporte en capas moleculares es crucial para las aplicaciones de dispositivos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la emisión de luz visible de las uniones moleculares con diferentes espesores de capa de moléculas aromáticas.
• Para correlacionar las propiedades de emisión de luz con los comportamientos de corriente-voltaje.
• Para aclarar los mecanismos de transporte de carga (por ejemplo, el túnel coherente frente al salto de electrones) en películas moleculares.

Principales métodos:

• Fabricación de uniones moleculares con capas de moléculas aromáticas de 5 a 19 nm de espesor entre los contactos de carbono.
• Medición de las características de corriente y tensión y de los espectros de emisión de luz visible.
• Comparación de la emisión de las uniones moleculares con las uniones de túneles de Al/AlOx/Au.

Principales resultados:

• Emisión de luz visible observada correlacionada con el comportamiento de corriente-voltaje en las uniones moleculares.
• Las uniones moleculares delgadas (<5 nm) mostraron una emisión consistente con el túnel coherente (energía máxima de fotones = sesgo aplicado).
• Las uniones moleculares más gruesas mostraron pérdida de energía (energía de fotones emitida < sesgo aplicado), dependiendo de la estructura molecular y el grosor. Las uniones de nitroazobenzeno muestran pérdida de energía lineal (0,31 eV/nm).

Conclusiones:

• La pérdida de energía en las películas más gruesas excluye el túnel coherente e indica un transporte "perdido".
• La transición del transporte elástico al transporte con pérdidas confirma la participación de mecanismos de salto de electrones.
• Este estudio proporciona un método para distinguir entre diferentes modelos de transporte de electrones en las uniones moleculares.