los investigadores australianos han fabricado una nanofilm autoensamblada a base de carbono donde el estado de carga es decir, electrónicamente neutro o positivo puede controlarse a nivel de moléculas individuales, en una escala de longitud de alrededor de un nanómetro.
El autoensamblaje molecular en un metal da como resultado una matriz de puntos cuánticos orgánicos de alta densidad en 2D con un estado de carga controlable por campo eléctrico, con las moléculas orgánicas utilizadas como 'bloques de construcción de tamaño nano' en la fabricación de nanomateriales funcionales.
Las densidades logradas son un orden de magnitud mayor que los sistemas inorgánicos convencionales.
La nanofilm atómicamente delgada consiste en un conjunto ordenado de moléculas bidimensionales 2D que se comportan como entidades 'de dimensión cero' llamadas puntos cuánticos QD.
Este sistema tiene implicaciones interesantes para campos como la memoria de la computadora, los dispositivos emisores de luz y la computación cuántica.
El estudio de la Escuela de Física y Astronomía muestra que una matriz 2D autoensamblada de un solo componente de la molécula orgánica a base de carbono dicianoantroceno se puede sintetizar en un metal, de modo que el estado de carga de cada molécula se puede controlar individualmentea través de un campo eléctrico aplicado.
"Este descubrimiento permitiría la fabricación de matrices 2D de puntos cuánticos direccionables individualmente conmutables de abajo hacia arriba, a través del autoensamblaje, dice el autor principal Dhaneesh Kumar.
"Podríamos lograr densidades decenas de veces más grandes que los sistemas inorgánicos sintetizados de última generación"
PUNTOS CUÁNTICOS: POTENTES MINÚSCULOS 'CERO-DIMENSIONALES'
Los puntos cuánticos son extremadamente pequeños, aproximadamente un nanómetro de ancho es decir, una millonésima parte de un milímetro.
Debido a que su tamaño es similar a la longitud de onda de los electrones, sus propiedades electrónicas son radicalmente diferentes a los materiales convencionales.
En los puntos cuánticos, el movimiento de los electrones está limitado por esta escala extremadamente pequeña, lo que resulta en niveles discretos de energía cuántica electrónica.
Efectivamente, se comportan como objetos 'cero-dimensionales' 0D, donde el grado de ocupación lleno o vacío de sus estados electrónicos cuantificados determina la carga en este estudio, neutral o negativa del punto cuántico.
Las matrices ordenadas de puntos cuánticos controlables por carga pueden encontrar aplicación en la memoria informática, así como en dispositivos emisores de luz por ejemplo, pantallas de TV o teléfonos inteligentes de baja energía.
Las matrices de puntos cuánticos se sintetizan convencionalmente a partir de materiales inorgánicos a través de enfoques de fabricación de arriba hacia abajo. Sin embargo, utilizando tales enfoques de 'arriba hacia abajo', puede ser difícil lograr matrices con grandes densidades y alta homogeneidad en términos de puntos cuánticostamaño y espaciado.
Debido a su capacidad de ajuste y autoensamblaje, el uso de moléculas orgánicas a base de carbono como bloques de construcción de tamaño nano puede ser particularmente útil para la fabricación de nanomateriales funcionales, en particular conjuntos escalables bien definidos de puntos cuánticos.
EL ESTUDIO
Los investigadores sintetizaron una matriz 2D homogénea, monocomponente y autoensamblada de la molécula orgánica dicianoantraceno DCA en una superficie metálica.
El estudio fue dirigido por la Facultad de Ciencias de la Universidad de Monash, con el apoyo de la teoría de la Facultad de Ingeniería de Monash.
Estas propiedades estructurales y electrónicas a escala atómica de esta matriz a nanoescala se estudiaron experimentalmente mediante microscopía de túnel de exploración a baja temperatura STM y microscopía de fuerza atómica AFM Escuela de Física y Astronomía, bajo el Dr. Agustin Schiffrin.la teoría funcional de la densidad apoyó los hallazgos experimentales Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, bajo el profesor A / Prof Nikhil Medhekar.
Los investigadores descubrieron que la carga de moléculas DCA individuales en la matriz 2D autoensamblada se puede controlar cambiar de neutral a negativa y viceversa mediante un campo eléctrico aplicado. Este control de campo eléctrico del estado de carga se activa mediante unbarrera eficaz de tunelización entre la molécula y la superficie resultante de interacciones limitadas de adsorbato de metal y una afinidad significativa de electrones DCA.
Se encontró que variaciones sutiles, dependientes del sitio, de la geometría de adsorción molecular dan lugar a variaciones significativas en la susceptibilidad a la carga inducida por el campo eléctrico.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de excelencia ARC en futuras tecnologías electrónicas de baja energía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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