有机分子的电荷状态控制量子点在二维纳米阵列|弧卓越中心在未来的低能电子技术

作者Dhaneesh Kumar在蒙纳士学院的博士生物理学和天文学

莫纳什大学实验研究的自组装,碳基nanofilm电荷状态(即电子中性或积极的)可以在单个分子水平,控制一个纳米左右的长度范围内。

的atomically-thin nanofilm由有序分子的二维(2 d)数组的行为称为“零维”实体量子点(量子点)。

这个系统有激动人心的影响等领域的计算机内存,发光设备和量子计算。

学院的物理学和天文学的研究表明,单组分,自组装有机(碳)分子的二维数组dicyanoanthracene可以合成金属,这样每个分子的电荷状态通过外加电场可以单独控制。

“这一发现将使二维阵列的制造单独寻址(可切换的)从自下而上的量子点,通过自组装,作者Dhaneesh Kumar说。

“我们能够实现密度比最先进的数十倍,自上而下的合成无机系统。”

扫描穿隧显微镜图像的DCA Ag) (111)

量子点是极其微小的,一纳米(即1000000毫米)。

因为他们的大小类似于电子的波长,他们的电子属性是完全不同的传统材料。

量子点,电子的运动约束极其微小的尺度,导致离散量子能级电子。

有效地,他们的行为为“强”(0 d)对象,占用的程度(填充或空)使量子化的电子态决定了电荷(在这项研究中,中性或负面的)的量子点。

有序数组charge-controllable量子点可以找到应用程序在计算内存以及发光设备(如低能电视和智能手机屏幕)。

数组的量子点是传统合成无机材料通过自上而下的加工方法。然而,使用这种“自上而下”的方法,它可以是一个挑战来实现数组与大密度、高同质性(量子点的尺寸和间距)。

因为他们的可调谐性和自组装能力,利用有机(碳)分子纳米级构件可以特别有用功能纳米材料的制备,特别是量子点的定义良好的可伸缩的集合体。

Theoretically-calculated积极良好的吸附几何图形的DCA Ag) (111)

研究者合成均匀、单组分自组装有机分子的二维数组dicyanoanthracene (DCA)在金属表面。

这项研究是由莫纳什大学的理学院,蒙纳士学院的理论支持下工程。

这个量子结构和电子性质的纳米阵列进行了研究实验通过低温扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)博士(物理学和天文学学院在奥古斯汀•Schiffrin)。理论研究使用密度泛函理论支持实验结果(材料科学与工程系,教授/ Nikhil Medhekar)。

扫描隧道显微镜(STM)的自组装的图像二维纳米阵列的碳量子点(量子点)。单独应用电场控制量子点分子的电荷状态

研究者发现个人DCA的电荷分子自组装二维数组可以控制(从中性转向消极,反之亦然)的应用电场。这个电荷状态之间通过一个有效的隧道势垒electric-field-control分子和表面(造成有限metal-adsorbate交互)和DCA电子亲和能。

微妙,site-dependent分子吸附几何的变化被发现产生重大变化的敏感性electric-field-induced充电。

新材料的特性研究了舰队,一个澳大利亚研究委员会卓越中心,在该中心的使技术。

未来低能电子技术中心(船队)是一个超过一百名研究人员合作,寻求开发超低能量电子面临的挑战在计算,使用已消耗了全球8%的电力,每十年翻一倍。

舰队的三个研究主题主要是通过这些新材料,包括二维拓扑材料(雷竞技苹果版研究主题1),自动薄半导体(激子的研究主题2,对于实现非平衡拓扑现象研究主题3)。