science >> Wetenschap >  >> Chemie

Zeer isolerende alkaanringen met destructieve σ-interferentie

De blauwe stertekens van verzadigde alkaanringen vertonen een exponentiële vervalgeleiding en de vervaltrend is vergelijkbaar met die van verzadigde alkaanketens, die wordt weergegeven door oranje vierkanten. De alkaanringen zijn meer isolerend dan alkaanketens in vergelijking met de identieke molecuullengte. Krediet:Science China Press

Destructieve kwantuminterferentie (DQI) biedt de mogelijkheid om de lekstroom in de UIT-toestand van moleculaire apparaten aanzienlijk te onderdrukken. De DQI in π-geconjugeerde moleculen kan echter geen ultralage geleiding vertonen vanwege het bestaan ​​van covalent gebonden σ-transportkanalen.

Het onderdrukken van de σ-bijdrage via σ-DQI is dus essentieel. In dit werk stelden onderzoekers de symmetrische alkaanring Cn . voor Cn (n =6, 8 of 10) moleculen, die werden gesynthetiseerd, en de bijbehorende elektrische eigenschappen werden gemeten.

De resultaten vergelijken met de alkaanketen Cn (n =6, 8 of 10) moleculen, vertonen de alkaanringen een lagere geleiding die in tegenspraak is met de superpositiewet van geleiding in meerkanaalssystemen. Gecombineerde theoretische berekeningen laten zien dat de gauche-conformatie in een kortere keten gefixeerd door een andere keten leidt tot verminderde geleiding in alkylringen, die voortkomt uit de fase-coherente tunneling en DQI in σ-geconjugeerde systemen.

De bevinding suggereert dat door geschikte conformatievergrendeling door cyclisatie, het covalente alkaansysteem DQI kan vertonen, wat strategieën biedt voor toekomstige ontwerpen van moleculaire elektronische apparaten en materialen.

Deze studie werd geleid door Dr. Junyang Liu en Prof. Wenjing Hong van de Universiteit van Xiamen. De moleculaire synthese werd gedaan door Prof. Zhong-Ning Chen (State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences) en de theoretische berekening werd verwerkt door Dr. Ali Ismael en Prof. Colin Lambert (Lancaster University).

Het onderzoek is gepubliceerd in Science China Chemistry . + Verder verkennen

Invloed van waterplanten op n-alkanen met lange keten in sedimenten van meren