شعار زيفيرنت

التوجه الجزيئي هو المفتاح: تسليط ضوء جديد على سلوك الإلكترون باستخدام التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي ثنائي الفوتون

التاريخ:

مارس 19 ،2024

(أخبار Nanowerk) الالكترونيات العضوية هو المجال الذي حظي باهتمام كبير في الأوساط الأكاديمية والصناعية بسبب تطبيقاته المحتملة في شاشات OLED والخلايا الشمسية العضوية، التي تقدم مزايا مثل التصميم خفيف الوزن والمرونة والفعالية من حيث التكلفة. يتم تصنيع هذه الأجهزة عن طريق إيداع أ رقيقة من الجزيئات العضوية على الركيزة التي تعمل كقطب كهربائي، وتعمل عن طريق التحكم في نقل الإلكترونات بين الفيلم الرقيق والركيزة. ولذلك، فإن فهم سلوك الإلكترون عند السطح البيني بين الركيزة والفيلم الرقيق، إلى جانب الخصائص الإلكترونية للفيلم الرقيق العضوي، أمر بالغ الأهمية لمزيد من التقدم في مجال الإلكترونيات العضوية. علاوة على ذلك، فإن المراقبة المتزامنة للإلكترونات الحاملة للضوء والإثارة الضوئية داخل الجزيئات من شأنها أن توفر مزيدًا من الأفكار حول الأغشية الرقيقة للجزيئات العضوية. على الرغم من أن الحالات الإلكترونية الساكنة للأغشية الرقيقة للجزيئات العضوية قد تمت دراستها بالتفصيل باستخدام تقنية تسمى التحليل الطيفي الضوئي، كان الاكتشاف الدقيق للسلوك الديناميكي للإلكترونات التي تحاول التعبير عن وظائفها في الأجهزة أمرًا صعبًا، مما يعيق التقدم. لاحظت مجموعة بحثية بقيادة البروفيسور المشارك ماساهيرو شيبوتا من كلية الدراسات العليا للهندسة في جامعة أوساكا متروبوليتان السلوك الإلكتروني والبنية السطحية لفيلم رقيق من جزيئات ثلاثي فينيلين (TP) المترسبة على ركيزة من الجرافيت باستخدام التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي ثنائي الفوتون (2PPE). , مسح المجهر النفقي وحيود الإلكترون منخفض الطاقة. النتائج (مجلة الكيمياء الفيزيائية, "فحص الإلكترونات الحاملة للضوء والإكسيتونات في فيلم عضوي أحادي الطبقة تمت دراسته بواسطة التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي ثنائي الفوتون") أظهر أن جزيئات TP تظهر بنية خاصة يتم من خلالها امتصاصها في تكوين قائم على الركيزة. جزيئات ثلاثي فينيلين (TP) ممتزة على تكوين مستقيم على ركيزة من الجرافيت تمت ملاحظة إلكترونات جزيء TP بدقة باستخدام التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي ثنائي الفوتون (2PPE)، والمجهر النفقي الماسح، وحيود الإلكترون منخفض الطاقة. (الصورة: ماساهيرو شيبوتا، جامعة أوساكا متروبوليتان) تم حقن كلا الإلكترونين من الركيزة إلى جزيئات TP عند تشعيع الضوء، وتمت ملاحظة الإلكترونات المثارة ضوئيًا في الغشاء الرقيق الجزيئي بنجاح في وقت واحد في عينة واحدة. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أيضًا تلألؤ ضوئي قوي على طبقة رقيقة تحتوي على طبقة واحدة فقط من الجزيئات في بنية خاصة حيث تم امتصاص الجزيئات قطريًا على الركيزة، كما في حالة جزيئات TP. ومن المتوقع أن تساهم هذه النتائج في تطوير مواد مضيئة جديدة وفي مواصلة تطوير الأجهزة الإلكترونية العضوية الوظيفية. قال البروفيسور شيبوتا: "لا يزال التحليل الطيفي 2PPE طريقة جديدة لتقييم الحالات الإلكترونية، لكنه يعاني من حقيقة أن الحالات الإلكترونية يتم ملاحظتها جيدًا في بعض الأحيان وفي أحيان أخرى لا يتم رصدها، على الرغم من الطبيعة المستهلكة للوقت للقياس المُحسّن جيدًا". "سلطت النتائج التي توصلنا إليها الضوء على أن رؤية الحالة الإلكترونية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بوضع امتزاز الجزيء على الركيزة وخصائصه الإلكترونية. بمعنى آخر: ليس فقط نوع الجزيئات، ولكن أيضًا طريقة ترتيبها، يجب التحكم فيها بشكل صحيح لإنشاء جهاز يمكنه عرض وظائفها بشكل كامل. ويسعدني أن بحثنا يقدم رؤى حول تطوير المواد الوظيفية للتطبيقات العملية.

بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة