• 我校在石墨烯單分子器件取得重要進展

    發表時間:2020-06-03瀏覽次數:196

    近日,我校化學化工學院洪文晶教授課題組、薩本棟微米納米科學技術研究院楊揚副教授課題組及英國蘭卡斯特大學Colin J. Lambert教授課題組合作,在基于石墨烯電極的單分子電子器件方面取得重要研究進展。相關研究成果以Cross-plane transport in a single-molecule two-dimensional van der Waals heterojunction為題發表于Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.aba6714, IF= 12.804)。

    由不同二維材料通過相對較弱的范德華作用力結合,進而堆疊形成的二維材料范德華異質結,在電子器件中極具潛在應用前景。在化學領域中,有機分子庫極其龐大且化學性質豐富,并且很多分子對外部刺激(如光、電、磁、熱和酸堿等)存在特定響應,因此如果能夠將兩片單層二維材料和單個有機平面分子通過范德華作用力堆疊,形成二維材料/有機平面分子/二維材料結構的分子電子器件,有望得到性能精準可調的分子器件。然而目前尚未有實驗方法,可以對單分子二維范德華異質結進行構筑和電學性質表征。

     

    針對這一問題,洪文晶教授課題組與楊揚副教授課題組在自主研發的機械可控裂結技術裝置的基礎上,開發了一種新型的層間裂結技術裝置,用以構筑和表征單分子范德華異質結器件。研究人員將一系列多環芳烴化合物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)分別嵌入在兩片單層石墨烯電極之間,首次構筑了單分子范德華異質結器件,并對多種該類器件的電輸運性質進行了表征。實驗發現,利用該新型層間裂結技術所構筑的單分子范德華異質結,表現出與傳統分子電子器件中所常見的面內輸運明顯不同的變化規律。實驗中還發現,相同苯環數量、不同分子結構的異質結器件展現出不同的電輸運性質,顯示出典型的室溫下量子輸運特性。該工作所開發的新型層間裂結技術和構筑的單分子范德華異質結,對后續進一步研究和設計功能多樣的單分子電子器件具有重要的參考價值。

    我校化學化工學院洪文晶教授、薩本棟微納院楊揚副教授和英國蘭卡斯特大學Colin J. Lambert教授為論文的共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發計劃、廈門大學校長基金(工學部)、國家自然科學基金等項目的資助和支持。

    另外,近期楊揚副教授課題組還對單分子電子器件中的相增量子干涉現象開展了研究。研究人員設計了分子骨架相同,但是取代原子的種類和位置有所區別的三個分子體系。通過對這三個分子所對應的分子電子器件的電學性質進行表征,研究人員發現分子結構的對稱性對于分子器件的電輸運性質具有顯著影響。文章以“Constructive quantum interference in single-molecule benzodichalcogenophene junctions”為題,發表于Chemistry-A European Journal (doi: 10.1002/chem.201905878, IF = 5.160)。

     

    論文鏈接:

    https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaba6714 

    https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.201905878


    香港彩票