Een nieuw moleculair model van dubbellaagse grafeen met hogere halfgeleidende eigenschappen

Juan Casado Cordón, hoogleraar fysische chemie aan de Universiteit van Malaga, beschouwt grafeen – een oneindige laag van koolstofatomen – als een van de grootste ontdekkingen van de afgelopen 20 jaar vanwege de “unieke eigenschappen” zoals hoge elektrische en thermische geleidbaarheid of de grote flexibiliteit of ook resistentie. Kwaliteiten die uitzonderlijk worden, legt hij uit, met een recent gevonden evolutie die bestaat uit het samenvoegen van twee lagen van dit materiaal – dagelijkse grafeen.

Onderzoekers van de Universiteit van Malaga, geleid door Casado Cordón, en van de Complutense University, onder de coördinatie van professor Nazario Martín, hebben een stap verder gegaan en hebben een ongekend moleculair model van bilayer -grafeen gecreëerd dat in staat is om rotatie te beheersen, die op zijn beurt het mogelijk maakt om de geleidbaarheid te beheersen en te bereiken “potentiaal spectaculaire semiconductie -eigenschappen.”

Het resultaat is een nieuw modelmolecuul van dubbellagen grafeen. “Door covalent gebonden moleculaire nanografenen te ontwerpen, kunnen we de zoektocht naar de magische hoek tussen grafeenachtige vellen simuleren, waar halfgeleiderdheid wordt bereikt, een belangrijke eigenschap in bijvoorbeeld de constructie van transistoren, de basiseenheden van computers,” legt deze wetenschapper uit van de faculteit van de wetenschap. Deze bevinding is geweest gepubliceerd in Natuurchemie.

Grotere efficiëntie en duurzaamheid

Bovendien maakt dit UMA-ontwikkelde model de vorming van ionische binding tussen organische moleculen mogelijk-een atoom domineert een ander in de ladingsscheiding-wanneer de overgrote meerderheid van de gevallen die tot nu toe zijn bestudeerd op organische moleculen die zich richten op covalente binding.

“Het vinden van een metastabiele en blijvende toestand van materie met elektronenoverdracht is een uniek geval tussen koolstofmoleculen”, zegt Casado Cordón, die eraan toevoegt dat dit een uniek voorbeeld is van een “kwantummechanisch” molecuul met elektrostatische binding, dit is “pre-quantum” indien gewenst of “klassiek” vanwege het coulombische karakter.

Dit onderzoek legt dus de basis voor het creëren van kunstmatige moleculen die in staat zijn om de efficiëntie van fotosynthetische processen na te bootsen-lichte energie om te zetten in elektrostatische en vervolgens chemische energie-aangezien de ontworpen nanographene bilayer, als gevolg van de elektronische overdracht, de biologische molecules betrokken is, die de ontwikkeling van de gewoonte van de aangepaste molecules mogelijk maakt.

De studie “Synthese van Zwitterionic Open-Shell Bilayer Spironanographenes” werd meer dan zes jaar uitgevoerd, met de deelname van wetenschappers van de afdeling fysische chemie van de Universiteit van Malaga Samara Medina, die het experimentele gedeelte aannam, en Daniel Aranda, de leiding over het theoretisch modelleren van het overdrachtsproces.

Bovendien werd de studie uitgevoerd met de samenwerking van internationale laboratoria van Japan en Singapore en onderzoekers van de Complutense University of Madrid onder leiding van professor Nazario Martín.