Grafenfrakobling af organiske/uorganiske grænseflader

(Phys.org)-Kryogen ultrahigh vakuum scanning tunneling mikroskopi (STM) blev ansat af forskere i Center for Nanoscale Materials Electronic &Magnetic Materials &Devices Group på Argonne National Laboratory for at afdække usædvanligt svage molekyle-overflade interaktioner mellem fulderen C60 deponeret på epitaksialt dyrket grafen på siliciumcarbidsubstrater.

Det første lag C60-molekyler samler sig selv til velordnede tætpakkede øer. In situ scanning tunnelspektroskopi afslører en højest besat molekylær orbital - lavest ubesat molekylær orbitalgab på 3,5 V, som er tæt på værdien af ​​faststof og gasfase C60. Dette fund indikerer en signifikant mindre ladningsoverførsel fra C60 til grafen sammenlignet med C60 adsorberet på metalliske overflader.

Normalt dominerer grænsefladeeffekter over egenskaberne af adsorberede molekyler. Her, imidlertid, et perfekt todimensionelt materiale (grafen) har fuldstændig afkoblet det organiske system fra de ladede grænsefladetilstande for siliciumcarbidoverflade-rekonstruktionen. Forbedring af molekylbaserede organiske solceller og biosensorer er afhængig af minimal substrat-molekyle interaktion for at bevare iboende molekylære funktionaliteter, hvilket blev opnået i dette tilfælde via et inert grafen "barriere" lag.