室温建设性量子干涉从单分子到自组装分子电子薄膜的放大
介观与纳米尺度物理
2019-11-12 v1 量子物理
摘要
实现自组装分子电子薄膜，其室温输运性质由量子干涉（QI）控制，是将 QI 效应从单分子放大到分子平行阵列的关键一步。近来，破坏性格子量子干涉（DQI）对自组装单分子层（SAMs）电导的影响已被研究。在此，通过实验与理论相结合的研究，我们展示了在穿过 SAMs 的面外输运中对不同形式建设性量子干涉（CQI）的化学控制，并评估了其对 SAMs 中面外热电性的影响。已知单分子的电导可通过化学改变其与外部电极的连接方式而确定性地控制。在此，通过采用合成方法改变末端锚定基团围绕芳香蒽核的连接方式，并形成所得分子的 SAMs，我们清晰地证明了这一 CQI 特征可转化到金上 SAM 分子薄膜中。我们表明，由具有两种不同连接方式的蒽基分子形成的垂直分子结的电导相差约 16 倍，与基于核内建设性量子干涉效应所得电导比的理论预测一致。我们还证明，对于具有硫醇锚定基团的分子，此类薄膜的塞贝克系数依赖于连接方式，并通过适当选择连接方式可提升约 50%。这一在 SAMs 中 QI 及其对热电性影响的证明，代表了迈向未来热电和分子尺度电子学应用的实用超薄膜器件的关键一步。
引用
@article{arxiv.1911.04324,
title = {Scale-up of room-temperature constructive quantum interference from single molecules to self-assembled molecular-electronic films},
author = {Xintai Wang and Troy L. R. Bennett and Ali Ismael and Luke A. Wilkinson and Joseph Hamill and Andrew J. P. White and Iain M. Grace and Tim Albrecht and Benjamin J. Robinson and Nicholas J. Long and Lesley F. Cohen and Colin J. Lambert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.04324},
year = {2019}
}