پژوهشگران موفق شدند با استفاده از میکروسکوپ STM به بررسی هدایت مولکولی مواد آلی بپردازند. با این کار آنها به مکانیسم جدیدی در این حوزه دست یافته‌اند که از آن می‌توان در ساخت حسگرهای مولکولی استفاده کرد. این پروژه مسیر تحقیقات در حوزه هدایت مولکولی مواد را هموارتر می‌کند.
بررسی هدایت الکتریکی مولکولها با استفاده از STM
پژوهشگران موفق شدند با استفاده از
میکروسکوپ STM به بررسی هدایت مولکولی مواد آلی بپردازند. با این کار آنها
به مکانیسم جدیدی در این حوزه دست یافته‌اند که از آن می‌توان در ساخت
حسگرهای مولکولی استفاده کرد. این پروژه مسیر تحقیقات در حوزه هدایت
مولکولی مواد را هموارتر می‌کند.
درک عبور الکترون از درون مدارات حاوی تک مولکول‌هایی که به یک الکترود
فلزی متصل است برای بهبود ادوات الکترونیکی نانومقیاس بسیار مهم است. اخیرا
یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه کلمبیا با همکاری محققان آزمایشگاه ملی لورنس
در برکلی نشان دادند که محیط اطراف مدارات تک مولکولی می‌تواند انتقال
جریان را تنظیم کند.
بیشتر دستگاه‌های الکترونیکی از مواد نیمه‌هادی نظیر سیلیکون تشکیل شده است.
با این حال برخی مواد آلی وجود دارند که خواصی مشابه نیمه‌هادی‌ها دارند.
مولکول‌های آلی، که در مقایسه با ساختارهای نیمه‌هادی بسیار کوچک‌تر هستند،
می‌توانند برای ساخت ادوات الکترونیکی حاوی مدارات بسیار زیاد روی یک تراشه
به کار گرفته شوند.
لاتا وانکاتارمن و همکارانش با استفاده از
میکروسکوپ روبشی تونل زنی (STM) و روش مبتنی بر شکستن و اتصال توانستند یک
مولکول آلی را با استفاده از الکترود طلا بشکنند و دوباره آن را ترمیم کنند.
با این روش هدایت مولکول هدف، ۱٫۴-بنزن دی آمین که در حلال‌های مختلف نظیر
کلرو بنزن، برموبنزن و یدوبنزن حل می شود، اندازه گرفته شد.
افزایش هدایت
لاتا وانکاتارمن می‌گوید: «ما دریافتیم که هدایت ۱٫۴ بنزن در آمین در هنگام
حل شدن درون یدو بنزن نسبت به زمانی که در کلوبنزن حل می‌شود، ۵۰ درصد
افزایش می‌یابد».
برای توضیح مکانیسم این فرآیند، محققان از تئوری تابع دانسیته استاندارد
استفاده کردند تا نشان دهند که حلال به اطراف الکترود در مولکول هدف می‌چسبد
و با این کار تابع کار فلز را تغییر می‌دهد و در نهایت هدایت افزایش می‌یابد.
جزئیات بیشتر این مکانیسم به این شکل است که، تابع کار الکترود طلا موجب
کاهش فاصله انرژی فرمی این فلز و بالاترین اربیتال مولکولی اشغال شده در
۱٫۴ بنزن دی آمین می‌شود.
این پروژه ابزار مناسبی برای تحقیق پیرامون هدایت مولکولی مواد فراهم می‌کند،
همچنین این مکانیسم که توسط محققان ارائه شده است، می‌تواند برای تولید
حسگرها مورد استفاده قرار گیرد. به اعتقاد لاتا وانکاتارمن، این دسته از
مکانیسم‌ها می‌توانند برای افزایش هدایت الکتریکی برخی مولکولها به کار
روند تا با این کار بتوان این مولکولها را در سطحی بالاتر از سطح نویز
استاندارد دستگاه‌ها شناسایی کرد.
نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
