Optoelektroniske enheder med enkelt molekyle

Elektroniske enheder med enkelt molekyle, som bruger enkeltmolekyler eller molekylære monolag som deres ledende kanaler, tilbyder en ny strategi til at løse de flaskehalse i miniaturisering og funktionalisering, som traditionelle halvleder elektroniske enheder støder på. Disse enheder har mange iboende fordele, herunder justerbare elektroniske egenskaber, let tilgængelighed, funktionel mangfoldighed og så videre.

Til dato er enkeltmolekylære enheder med en række funktioner blevet realiseret, herunder dioder, felteffektenheder og optoelektroniske enheder. Ud over deres vigtige applikationer inden for funktionelle enheder, giver enkeltmolekyle-enheder også en unik platform til at udforske de iboende egenskaber af stoffer på enkeltmolekyleniveau.

Regulering af de elektriske egenskaber af enkeltmolekylære enheder er stadig et vigtigt skridt til yderligere at fremme udviklingen af ​​molekylær elektronik. For effektivt at justere enhedens molekylære egenskaber er det nødvendigt at afklare interaktionerne mellem elektrontransport i enkeltmolekylære enheder og eksterne felter, såsom ekstern temperatur, magnetfelt, elektrisk felt og lysfelt. Blandt disse felter er brugen af ​​lys til at justere de elektroniske egenskaber af enkeltmolekyle enheder et af de vigtigste felter, kendt som "enkeltmolekyle optoelektronik."

Denne interaktion refererer ikke kun til lysets indflydelse på molekylære enheders elektriske egenskaber, det vil sige brugen af ​​lys til at kontrollere ladningstransporten gennem molekylerne, men henviser også til luminescensen, der stammer fra molekylerne under ladningsoverførselsprocessen. Forståelse af den fotoelektriske interaktionsmekanisme i enkelt-molekyle enheder er af stor betydning for udviklingen af ​​enkelt-molekyle optoelektronik.

Forskergrupperne af Prof. Xuefeng Guo, Prof. Chuancheng Jia og Prof. Dong Xiang fra Center of Single-Molecule Sciences ved Nankai University gennemgår den fysiske mekanisme og videre i enkelt-molekyle optoelektroniske enheder. Enkeltmolekyle optoelektroniske enheder er af stor betydning, fordi de ikke kun giver nye strategier til at løse flaskehalsen med miniaturisering og funktionalisering af traditionelle halvleder elektroniske enheder, men også hjælper med at udforske de iboende egenskaber af molekyler på enkeltmolekyle niveau. Styring af de elektriske egenskaber af enkeltmolekylære enheder er stadig nøglen til yderligere at fremme udviklingen af ​​molekylær elektronik.

Derfor er det vigtigt at afklare samspillet mellem ladningstransport i enhederne og eksterne felter, især lys. I denne anmeldelse offentliggjort i Opto-Electronic Advances , opsummeres de optoelektroniske effekter involveret i enkeltmolekyle-enheder, herunder fotoisomeriseringsskift, fotokonduktans, plasmon-induceret excitation, fotovoltaik og elektroluminescens. Derudover er mekanismerne for enkeltmolekyle optoelektroniske enheder uddybet, især processerne med fotoisomerisering, fotoexcitation og fotoassisteret tunneling. Endelig introduceres kort de muligheder og udfordringer, der opstår ved forskningen i enkeltmolekyle optoelektronik, og yderligere gennembrud på dette område foreslås. Denne anmeldelse vil være nyttig for læsere, der er engageret i forskning relateret til optoelektronik, fotonik, organisk elektronik, molekylær elektronik osv. + Udforsk yderligere

En gennemgang af enkeltmolekyle-baserede elektroniske enheder