De studie richt zich op het kwantumpompeffect in een benzeendithiolmolecuul dat verbonden is met twee koperen elektroden en gekoppeld is met holtefotonen. Credit: Hoofddocent Riku Tuovinen
Onderzoekers hebben een nieuwe theoretische modelleringstechniek ontwikkeld die mogelijk kan worden gebruikt bij de ontwikkeling van schakelaars of versterkers in moleculaire elektronica. De modelleringstechniek is een samenwerking tussen onderzoekers van de Universiteit van Jyväskylä, Finland, en de Wroclaw University of Science and Technology, Polen.
Het papier is gepubliceerd in het dagboek Nano-brieven.
Moleculaire elektronica is de studie van hoe elektronen bewegen in verbindingen gevormd door individuele moleculen en hoe dit kan worden gebruikt in elektronische apparaten. De tijdschalen van de theoretische modellen die doorgaans worden gebruikt in deze processen zijn erg snel vergeleken met die welke experimenteel zijn waargenomen en het uitlijnen ervan is een uitdaging geweest.
Met behulp van een nieuwe modelleringstechniek die is ontwikkeld door onderzoekers aan de Universiteit van Jyväskylä en de Wroclaw University of Science and Technology, werd een opstelling onderzocht waarin een benzeendithiolmolecuul is gekoppeld aan koperelektroden en in een holte interageert met licht. De nieuwe theoretische methode biedt een experimenteel relevante tijdschaal voor de studie van moleculaire verbindingen.
“Onze theoretische resultaten laten zien dat het moleculaire systeem dat we bestudeerden een aanzienlijke lichtemissie en hoge harmonische generatie kan produceren”, aldus hoofddocent Riku Tuovinen van de Universiteit van Jyväskylä.
Interessant genoeg lijken deze effecten meer op wat we zien in vaste stoffen dan op wat we zien in atomaire of moleculaire systemen.
“Uit het onderzoek bleek ook dat symmetrieën in de configuratie bepaalde lichtfrequenties kunnen onderdrukken of versterken”, aldus Tuovinen. “De configuratie zou dus potentieel gebruikt kunnen worden als schakelaar of versterker in moleculaire elektronica.”
De onderzoekers noemen de bestudeerde omgeving een soort moleculaire kwantumpomp.
“Op dezelfde manier waarop de efficiëntie van de beroemde schroef van Archimedes afhangt van de kantelhoek en de spiraalstap, hangt de efficiëntie van moleculaire quantumpompen af van de grootte en het faseverschil van de aandrijfspanningen”, legt Tuovinen uit.
Meer informatie:
Riku Tuovinen et al, Elektroluminescentie-rectificatie en generatie van hoge harmonischen in moleculaire verbindingen, Nano-brieven (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02609
Informatie over het tijdschrift:
Nano-brieven
Aangeboden door de Universiteit van Jyväskylä
