通过超分子结的电荷传输表现出独特的量子干涉(QI)效应,这为超分子晶体管的设计提供了机会。受益于 QI 的构型依赖性,超分子组装体的构型控制以展示 QI 特征是关键但具有挑战性的步骤。
在这项工作中,厦门大学Jie Bai,Wenjing Hong,兰州大学Zitong Liu制造了超分子晶体管,并使用电化学门控扫描隧道显微镜断裂结技术研究了通过单个π堆叠噻吩/亚苯基共聚低聚物(TPCO)的导电通道的电荷传输。
文章要点
1)研究人员控制了超分子通道的构型,并在超分子通道的反共振和共振状态之间切换QI特征。
2)研究人员观察到超分子晶体管的开/关比高于 103 (~1300),高选通效率~165 mV/dec,低断态漏电流~30 pA,沟道长度缩小至 <2.0nm。
3)密度泛函理论计算表明,π 堆叠 TPCO 中的 QI 特征根据超分子结构而变化,并且可以通过微调超分子构型来有效操纵。
这项工作揭示了分子电子学超分子通道的潜力,并提供了对分子间电荷传输的基本理解。
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Xiaohui Li, et al, Supramolecular Transistors with Quantum Interference Effect, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c08615
https://doi.org/10.1021/jacs.3c08615