氧化还原调控的多金属氧酸盐分子结电导
材料科学
2022-09-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们展示了在平整金电极上自组装单层磷钼酸盐 [PMo12O40]3- 分子结的可逆原位光还原，该分子结由导电原子力显微镜的探针连接。单电子还原的 [PMo12O40]4- 分子结的电导增加了约 10 倍，这种开壳层态在室温空气中于结中稳定。通过无监督机器学习和聚类算法对大量电流-电压数据集的分析表明，原始磷钼酸盐结中的电子传输导致对称的电流-电压曲线，由费米能级以上 0.6–0.7 eV 处的最低未占分子轨道（LUMO）控制，其中约 25% 的结与电极的电子耦合优于数据集的主要部分。该分析还显示一小部分（约数据集的 18%）分子已被还原。紫外光原位光还原的磷钼酸盐结系统性地呈现轻微不对称的电流-电压行为，这归因于由近共振于电极费米能的单占分子轨道（SOMO）以及紧邻的、位于 SOMO 上方约 0.3 eV 处且与电极弱电子耦合（约数据集的 50%）或位于约 0.4 eV 但具有更好电极耦合（约数据集的 50%）的单未占分子轨道（SUMO）所介导的电子传输。这些结果揭示了可逆可切换氧化还原多金属氧酸盐的电子特性，这是纳米电子器件潜在应用的关键点。
引用
@article{arxiv.2209.09974,
title = {Redox-controlled conductance of polyoxometalate molecular junctions},
author = {Cécile Huez and David Guérin and Stéphane Lenfant and Florence Volatron and Michel Calame and Mickael L. Perrin and Anna Proust and Dominique Vuillaume},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09974},
year = {2022}
}