Prilagođeni rad na organskim molekulama

Izmjerite gustoću elektrona u pojedinim molekularnim stanjima uz pomoć fotoelektričnog učinka

Nedavna publikacija "Science" baca novo svjetlo na gustoću elektrona u pojedinim stanjima molekula © Peter Puschnig
čitati naglas

Po prvi put, istraživači su uspjeli izmjeriti gustoću elektrona u pojedinim stanjima molekula pomoću takozvanog fotoelektričnog efekta. Ova metoda, sada objavljena u Scienceu, daje važnu osnovu za razvoj organskih poluvodičkih uređaja.

Prema znanstvenicima, odlučujući faktor uspjeha projekta bila je matematička transformacija izmjerenih podataka. Jedino je to omogućilo tumačenje raspodjele elektrona i time zaključci o mogućim svojstvima organskih poluvodičkih elemenata.

Razvijena je nova metoda

Ultra tanki slojevi organskih molekula osnova su budućih poluvodičkih tehnologija. Jer velika fleksibilnost organskih molekula omogućuje potpuno nove primjene. Mogući su fleksibilni zasloni kao i ekonomične solarne ćelije.

Prije svakodnevne uporabe organskih poluvodiča, važno je bolje razumjeti interakcije između organskog materijala i anorganskih tvari. Tim sa sveučilišta u Grazu i Leobenu uspio je razviti važnu metodu u tu svrhu.

Blizu jedno drugom

"Svojstva organske molekule u osnovi su određena određenim elektroničkim stanjima", objašnjava Peter Puschnig s katedre za atomsko modeliranje i oblikovanje materijala u Montanuniversität Leoben, koji je vodio istragu. "Ako možemo točno odrediti raspodjelu elektrona u molekuli, tada također razumijemo funkcionalnost organskih poluvodičkih uređaja i možemo povećati njihovu učinkovitost."

Do sada, međutim, nisu postojale snažne metode za mjerenje tačno distribucije elektrona. Ali sada je tim oko Puschniga postigao značajan napredak. Istraživači su koristili takozvani fotoelektrični efekt. To omogućuje "nokautiranje" pojedinih elektrona iz organskih molekula. U konkretnom projektu, organska molekula je ozračena ultraljubičastom svjetlošću čija je energija bila dovoljno jaka da oslobodi pojedine elektrone iz molekula.

Mjerenja koja obavlja BESSY

Smjer i brzina oslobođenih elektrona su zatim mjereni visoko osjetljivim detektorima i davali su osnovne podatke za proračun distribucije elektrona u molekuli. Tim oko profesora Michaela Ramseyja sa sveučilišta u Grazu radio je na sloju heksafenila koji je nanesen na površinu bakra u debljini od samo jedne molekule.

Stvarna mjerenja obavila je ekipa tima iz Graza na izvoru zračenja u sinhrotskom zračenju u Berlinu BESSY - Berliner Elektronen-Speicherring Gesellschaft für Synchrotronstrahlung.

Karakteristična raspodjela emitiranih elektrona

Za procjenu tako dobivenih podataka Puschnig kaže: To je bila prilično karakteristična raspodjela emitiranih elektrona. Međutim, interpretacija ove distribucije u početku je bila teška, a činilo se da je nemoguće povezati izmjerene podatke s izvornom raspodjelom elektrona u molekuli

Samo su posebne matematičke transformacije (Fourierova transformacija) pokazale da izmjerena distribucija elektrona odgovara onoj koja postoji u molekuli. Budući da je to već bilo poznato proračunima u kontekstu teorije funkcionalne gustoće u ovom slučaju, prikladnost nove metode mogla bi se provjeriti - i potvrditi - tako.

Vrijedna nova metoda

Prema znanstvenicima, vrijednost nove metode leži u činjenici da se ponašanje elektrona u interfejsima između organskih poluvodiča i metala sada može mjeriti relativno jednostavno i vrlo točno. Dakle, rad koji podržava Austrijski fond za znanost FWF daje temeljni doprinos budućoj upotrebi organskih poluvodiča.

(Fond znanosti FWF / Montanuniversit t Leoben / PR & D - Odnosi s javnošću za istraživanje i obrazovanje, 17.11.2009 - DLO)