Control orbital de las fotocorrientes en las uniones moleculares de todo el carbono de gran área

Área de la Ciencia:

• La electrónica molecular
• Productos electrónicos orgánicos
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las uniones moleculares basadas en carbono son prometedoras para aplicaciones electrónicas.
• La comprensión de los mecanismos de transporte de carga es crucial para la optimización del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Investigar las fotocorrientes en las uniones moleculares para diagnosticar las relaciones estructura-propiedad.
• Determinar cómo las energías orbitales moleculares influyen en el comportamiento electrónico y el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Fabricación de uniones moleculares a base de carbono mediante métodos electroquímicos.
• Medición de las fotocorrientes y potenciales de circuito abierto bajo iluminación.
• Análisis de los espectros de la fotocorriente y de la absorción.

Principales resultados:

• La polaridad y el espectro de la fotocorriente están directamente controlados por la alineación relativa de los orbitales de frontera molecular (HOMO / LUMO) y el nivel de electrodo de Fermi.
• Los donantes de electrones con altas energías HOMO produjeron fotocorrientes positivas, mientras que los aceptadores de electrones dieron como resultado fotocorrientes negativas.
• Los espectros de fotocorriente y absorción fueron muy similares, lo que indica un acoplamiento electrónico.

Conclusiones:

• Las energías orbitales moleculares dictan el comportamiento electrónico en las uniones basadas en carbono.
• La asimetría en el acoplamiento de electrodos influye en los gradientes potenciales y la polaridad de la fotocorriente.
• El transporte de carga en uniones de más de 5 nm de espesor se rige por la diferencia de energía HOMO-LUMO.