Organiske porøse strukturer på 2-D defekte netværk

NUS-forskere har udviklet en metode til selvsamling af sekskantede organiske porøse strukturer på molybdæn-diselenid (MoSe ₂ ) film til at oprette bestilte nanostrukturer.

Egenskaberne ved todimensionale (2-D) overgangsmetaldichacogenider (TMD'er) ændres ofte kraftigt af defekter, der indføres under deres vækstproces. Når to korn, som er spejlbilleder af hinanden, samles under vækstprocessen, der dannes en korngrænse. Dette skaber en linjefejl kendt som en spejl -tvillingegrænse (MTB). Selvom MTB'er normalt er ugunstige til transportør/ energitransport og optiske applikationer, de er ofte katalytisk aktive og kan potentielt bruges som skabeloner til selvsamling af molekyler på nanoskalaen.

Et forskerhold ledet af professor Andrew WEE fra Institut for Fysik, NUS, der omfatter stipendiater Dr. HE Xiaoye og Dr. HUANG Yuli, har udviklet en metode til selvsamling af 2, 3-diaminophenazin (DAP) molekyler på MoSe ₂ film dyrket ved hjælp af molekylær stråle epitaxy. MoSe ₂ filmen indeholder et tæt netværk af MTB -defekter med et pseudo periodisk "vognhjul" -mønster. Gennem selvmonteringsprocessen, DAP-molekyler arrangerer sig selv i en porøs struktur med alternative lineære og trekantede konfigurationer efter det sekskantede "vognhjul" -mønster i den underliggende MoSe ₂ lag. DAP er en organisk forbindelse med lovende luminescens, elektrokemiske og biokemiske anvendelser. Disse fund viser, at de stedafhængige elektroniske og kemiske egenskaber ved MoSe ₂ monolag kan udnyttes som en naturlig skabelon til nano-mønsterformål.

Denne stedsspecifikke molekylære selvsamlingsproces tilskrives de mere kemisk reaktive MTB'er sammenlignet med den uberørte halvledende MoSe ₂ domæner. Første principberegninger fra forskergruppen viser, at aktive MTB'er kobler sig til aminogrupper i DAP -molekylerne, lette monteringsprocessen.

Forklarer betydningen af ​​dette arbejde, Prof Wee sagde, "Disse defekte TMD'er og porøse organiske molekylstrukturer kan finde potentielle anvendelser såsom stedsselektiv katalyse, molekylære sensorer eller fleksible organiske optoelektroniske enheder. Dette værk tilbyder en ny vej til nano-mønster 2-D TMD-overflader på atomniveau, og giver en platform til at udforske de lokale kemiske egenskaber ved MoSe ₂ . "