p Um estudo experimental da Monash University fabricou uma auto-montagem, nanofilme à base de carbono, onde o estado de carga (ou seja, eletronicamente neutro ou positivo) pode ser controlado no nível de moléculas individuais, em uma escala de comprimento de cerca de um nanômetro. p O nanofilme atomicamente fino consiste em um arranjo bidimensional ordenado (2-D) de moléculas que se comportam como entidades de "dimensão zero" chamadas de pontos quânticos (QDs).

p Este sistema tem implicações interessantes para campos como memória de computador, dispositivos emissores de luz e computação quântica.

p O estudo da Escola de Física e Astronomia mostra que um único componente, matriz 2-D auto-montada da molécula orgânica (baseada em carbono) dicianoantraceno pode ser sintetizada em um metal, de modo que o estado de carga de cada molécula pode ser controlado individualmente por meio de um campo elétrico aplicado.

p "Esta descoberta permitiria a fabricação de matrizes 2-D de pontos quânticos individualmente endereçáveis ​​(comutáveis) de baixo para cima, via auto-montagem, diz o autor principal Dhaneesh Kumar.

p "Seríamos capazes de atingir densidades dezenas de vezes maiores do que o estado da arte, sistemas inorgânicos sintetizados de cima para baixo. "

p Pontos quânticos:minúsculos, usinas de força "zero-dimensional"

p Os pontos quânticos são extremamente pequenos - cerca de um nanômetro de diâmetro (ou seja, um milionésimo de milímetro).

p Como seu tamanho é semelhante ao comprimento de onda dos elétrons, suas propriedades eletrônicas são radicalmente diferentes dos materiais convencionais.

p Em pontos quânticos, o movimento dos elétrons é restringido por esta escala extremamente pequena, resultando em níveis discretos de energia quântica eletrônica.

p Efetivamente, eles se comportam como objetos de "dimensão zero" (0D), onde o grau de ocupação (preenchido ou vazio) de seus estados eletrônicos quantizados determina a carga (neste estudo, neutro ou negativo) do ponto quântico.

p Matrizes ordenadas de pontos quânticos controláveis ​​por carga podem encontrar aplicação na memória de computação, bem como em dispositivos emissores de luz (por exemplo, telas de TV ou smartphone de baixo consumo).

p Matrizes de pontos quânticos são convencionalmente sintetizados a partir de materiais inorgânicos por meio de abordagens de fabricação de cima para baixo. Contudo, usando essas abordagens "de cima para baixo", pode ser desafiador obter matrizes com grandes densidades e alta homogeneidade (em termos de espaçamento e tamanho de pontos quânticos).

p Por causa de sua sintonia e capacidade de automontagem, usar moléculas orgânicas (com base em carbono) como blocos de construção de tamanho nano pode ser particularmente útil para a fabricação de nanomateriais funcionais, em particular conjuntos escaláveis ​​bem definidos de pontos quânticos.

p O estudo

p Os pesquisadores sintetizaram um homogêneo, componente único, array 2-D auto-montado da molécula orgânica dicianoantraceno (DCA) em uma superfície de metal.

p O estudo foi liderado pela Faculdade de Ciências da Monash University, com apoio teórico da Monash Faculty of Engineering.

p Essas propriedades estruturais e eletrônicas em escala atômica desta matriz em nanoescala foram estudadas experimentalmente por meio de microscopia de tunelamento de varredura de baixa temperatura (STM) e microscopia de força atômica (AFM) (Escola de Física e Astronomia, sob o Dr. Agustin Schiffrin). Os estudos teóricos usando a teoria do funcional da densidade apoiaram os resultados experimentais (Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, sob A / Prof Nikhil Medhekar).

p Os pesquisadores descobriram que a carga de moléculas individuais de DCA na matriz 2-D auto-montada pode ser controlada (comutada de neutra para negativa e vice-versa) por um campo elétrico aplicado. Este controle de campo elétrico do estado de carga é habilitado por uma barreira de tunelamento eficaz entre a molécula e a superfície (resultante de interações metal-adsorbato limitadas) e uma afinidade eletrônica DCA significativa.

p Sutil, Descobriu-se que variações dependentes do local da geometria de adsorção molecular dão origem a variações significativas na suscetibilidade para carga induzida por campo elétrico.

p "Controle de campo elétrico do estado de carga molecular em um nanoarray orgânico 2-D de componente único" foi publicado em ACS Nano .