大阪大学 无花果
1:(左)由纳米尺度的低聚噻吩衍生的完全绝缘的分子线的化学结构
上图显示的是平面形态，下图显示的是扭曲形态
(右)单分子电导测量结果，其中电导率绘制为低聚物长度的函数
在扁平纳米线中，从隧穿机制到跳跃机制的交叉发生在较短的链长处，这是因为它们的导电性增加了
大阪大学的一个团队已经制造出单分子纳米线，带有一个长达10纳米的绝缘层
当他们测量这些纳米线的电特性时，研究人员发现，与扭曲的构象相比，迫使带状链变平显著提高了它们的导电性
这些发现可能会催生新一代廉价的高科技设备，包括智能手机屏幕和光伏电池
碳基聚合物是由重复单元组成的长分子链，随处可见，从鞋底的橡胶到构成身体的蛋白质
我们过去认为这些分子不能导电，但随着导电聚合物的发现，这一切都改变了
这些是碳基分子的一小部分，由于它们交替的单键和双键，也称为共轭键，它们可以像细线一样工作
由于碳基导体比传统电子产品更容易制造和定制，也更便宜，它们已经迅速应用于有机发光二极管电视、苹果手机屏幕和太阳能电池板，同时大幅降低了成本
现在，大阪大学的研究人员已经合成了不同长度的低聚噻吩链，多达24个重复单元
这意味着单根纳米线的长度可以达到10纳米
需要对电线进行绝缘处理，以避免电线间的电流，从而可以精确测量单个分子的固有电导率
根据量子力学的规则，分子中的电子更像是扩散波，而不是局域粒子
低聚噻吩中的重叠键允许电子完全分散在聚合物主链上，因此它们可以很容易地穿过分子产生电流
这种电荷传输可以以两种非常不同的方式发生
“在短距离内，电子依靠其波浪式的特性直接通过屏障‘隧穿’，但是在长距离内，它们从一个地方跳到另一个地方到达它们的目的地。”
Yutaka Ie解释说
大阪大学的研究小组发现，将低聚噻吩链从扭曲变成扁平会导致低聚噻吩共轭主链更大的重叠，这反过来意味着更大的整体电导率
结果，与扭曲构象相比，在较短链长的平面链上发生了从隧穿到跳跃传导的交叉
研究人员相信这项工作可以打开一个全新的设备世界
这项研究表明，我们的绝缘纳米线有潜力用于新的“单分子”电子学
太郎说
这项工作发表在《物理化学快报》杂志上，名为“高度平面和完全绝缘的低聚噻吩:π共轭对跳跃电荷传输的影响”
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
