Ученые изучили поведение электронов в цепных молекулах
 Изображение цепочки полимера, полученное различными методиками. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В рамках своей работы группа ученых из University of California и Lawrence Berkeley National Laboratory (США) создавала отдельные олигомерные цепи полимеров с помощью нагревания прекурсора (энедиина), за которым следовала радикальная полимеризация. Надо отметить, что подобная реакция для производства размещенных на поверхности производных полиацетилена использовалась впервые. Далее ученые использовали методики сканирующей туннельной микроскопии и бесконтактной атомно-силовой микроскопии для подробного изучения полученного полупроводникового полимера.
Обе методики основаны на использовании очень острого зонда или металлического наконечника, который подводится непосредственно к образцу (на расстояние менее нескольких атомных диаметров). С помощью сканирующего туннельного микроскопа, измеряя квантово-механический туннельный ток между зондом и образцом, ученые смогли получить информацию об электронных состояниях полимера. В свою очередь бесконтактная атомно-силовая микроскопия была использована для непосредственного отображения химической структуры молекул на поверхности образца. Правда, чтобы обе методики работали должным образом, необходимо было их немного скорректировать, в частности, использовать модифицированные зонды, а также контролировать дополнительные параметры, к примеру, расстояние между зондом и образцом. Благодаря этим ухищрениям ученым удалось получить детальную картину процесса образования полимерных цепей. Они смогли наблюдать электронные состояния, возникающие в олигомерных цепях; кроме того, определили, что энергия этих состояний коррелирует с длиной цепи.
Как поясняют исследователи, упомянутые выше низкоэнергетические электронные состояния формируются благодаря эффективному перекрытию пи-орбиталей мономерных строительных блоков. Соответственно, повышение пространственной делокализации тесно связано с уменьшением электронной энергии олигомеров, что было также подтверждено теоретическим моделированием.
Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nano Letters.
В ближайшем будущем группа ученых планирует аналогичным образом наблюдать за синтезом графеновых нанолент на подложках из изолятора (в ходе синтеза планируется применять схожий производственный процесс). Графеновые наноленты, по мнению исследователей, - это уникальные структуры, которые изменяют свои свойства от полуметаллических до полупроводниковых, по мере того как их ширина уменьшается. Подробные исследования их синтеза, как ожидается, должны продемонстрировать множество интересных и технологически полезных особенностей. В перспективе эти особенности могут использоваться в высокоэффективных наноэлектронных устройствах, таких как высокочастотные транзисторы и датчики. Кроме того, они могут быть идеальными соединительными элементами в наноэлектронных схемах.
Также по теме:
- Переосмысление единицы силы тока с помощью графена
- Неспаренный спин придает графену магнитные свойства
- Предложен способ «плотной упаковки» листов графена
- Графен позволяет создать «плазмонный сендвич» с субнанометровым разрывом
- Поверхностные плазмоны позволяют найти границы отдельных фрагментов в графене
Источники: