光致变色分子的集体转化行为有助于实现调制型二维电子器件

石墨烯和相关材料在电子，传感器和储能设备等技术应用领域具有巨大的潜力。由于它们具有高表面敏感性，这些材料是研究纳米级分子组件和宏观电学现象之间相互作用的理想平台。 A{wSO./3  
_lZWy$rm%  
石墨烯旗舰的研究人员设计了一种分子，当用紫外和可见光照射时，该分子可以进行可逆地化学转化（Nature Communications，“Collective molecular switching in hybrid superlattices for light-modulated two-dimensional electronics”）。 "IzM:  
<)$JA  
这种分子 – 一种光控的螺吡喃 - 可以被固定在石墨烯或二硫化钼等材料的表面，从而产生原子级精确的混合宏观超晶格。当被照射时，整个超分子结构经历一次集体的结构重排，通过扫描隧道显微镜，可以直接用亚纳米分辨率进行可视化。 cx+%lco!  
Y-P?t
+l  
更重要的是，这种在分子水平上的光诱导重组引起了混合器件的宏观电学性质的巨大变化。这些分子与石墨烯和相关材料一起，可以将单分子活动转换为空间均匀的集体开关动作，从而产生宏观的电响应。这种新颖且通用的方法将使超分子电子学更上一层楼。 QqB9I-_  
x3=SMN|a  
wN$u^]  
“由于采用了这种新方法，我们可以利用组装在石墨烯和相关材料上的光致变色分子超晶格中发生的集体转换活动的能力，从而在高性能光电器件的电气特性中实现大规模和可逆调制。”该论文的第一作者Paolo Samorì解释说。“这项技术可以在具有可编程特性的下一代智能和便携式电子产品中找到应用。”他补充道。 l7S&s&W @  
3\?y
jL^  
Samorì还解释了这种定制分子超晶格的想法如何产生具有可调和响应特性的各种新材料。‘为了实现相应的功能！你只需要仔细选择合适的分子，这样形成的超晶格就可以最大限度地改变属性，作为对外部输入的响应。’他说。 =R||c  
g:[yA{
Eh  
IIT研究员，石墨烯旗舰能源、复合材料和生产部门负责人Vittorio Pellegrini强调，该研究在石墨烯和其他相关材料（与光响应的化学分子）的结合方面具有独特性。这些宏观的排布是光电子学的有前途的平台。Pellegrini指出了这些新发现的巨大潜力：分子超薄涂层可以通过合成不同的分子来定制。而且，这一发现将引领我们发展。 他补充说，由于Samorì和他的团队开发的技术可以以可重复的方式扩大规模。Samorì对此表示赞同：“可扩展性的极限是超薄和原子级精确石墨烯及相关材料的可及性。” IUwMIHq&sW  
[_3L  
这些进步是通过石墨烯旗舰的协作环境实现的，有望应用在传感器，光电子学和柔性设备中。研究人员现在梦想着能在自然界最丰富和最强大的能源 - 光源的控制下，实现高性能多功能混合设备。 @l&>C#K\  
\`|OAC0a  
石墨烯旗舰的科学技术官及其管理小组主席Andrea C. Ferrari教授补充说：“超分子化学从一开始就是旗舰研究的一部分。多年来，我们的合作伙伴已经改进和开发了能够使分子与石墨烯和相关材料接口的技术。正如这项有趣的工作所显示的那样，我们正在目睹应用程序的稳步发展。” -h#9sl->  
6cTd
SE  
原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=50878.php（实验帮译）