science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Chirale pinwheels zelf samengesteld uit C60 en pentaceen

Berekende kaart van de veranderingen in de elektronendichtheid als gevolg van de heterojunctie die elektronenoverdracht naar de C60 in het midden laat zien.

UHV STM-beeld van C60-Pn in-plane chirale heterojuncties, bedekt met moleculaire modellen die de oriëntatie en de chiraliteit tonen (rechtshandig groen, linkshandig blauw) (midden).

In een recent onderzoek van de groepen Electronic &Magnetic Materials &Devices en Theory &Modeling van het Argonne National Laboratory, C 60 en pentaceen (Pn) moleculen, twee werkpaarden van organische elektronica en opto-elektronica, waargenomen dat ze zichzelf assembleren op een Cu(111)-oppervlak in in-plane "pinwheel"-vormige en chirale heterojuncties. Berekeningen bevestigen dat de heterostructuren energetisch gunstige conformaties zijn en onthullen elektronenladingsoverdracht van de Pn naar de C 60 in deze chirale morfologie, een kritische handtekening van elektronische heterojuncties.

De demonstratie dat deze zeer symmetrische acceptor- en donormoleculen, die veel worden gebruikt in organische elektronica en fotovoltaïsche, vorm chirale structuren suggereert een potentieel pad naar integratie van chirale selectiviteit met optische absorptie en ladingsscheiding, zelfs met zeer symmetrische achirale moleculen. Studies in een ultrahoog vacuüm (UHV) systeem met oppervlaktevoorbereiding en scanning tunneling microscopie (STM) mogelijkheden waren van cruciaal belang voor het karakteriseren van de zelf-geassembleerde systemen op atomaire schaal in een ultraschone omgeving. In aanvulling, het rekencluster "Carbon" ondersteunde berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie met Van der Waals-correcties op deze complexe structuren.