Ilustración esquemática de uniones de una sola molécula que consisten en pilas de moléculas aromáticas en una jaula autoensamblada y los componentes electrónicos correspondientes de los uniones. La jaula ensamblada está intercalada por dos electrodos de Au. Jaula vacía (a), homo-pilas y pares hetero-apilados (c) desarrollan funciones de resistencia, alambre y diodo, respectivamente.
Ser capaz de sintonizar eficazmente las propiedades de transporte de electrones de una sola molécula ha sido un problema de larga data hacia la cristalización de la electrónica molecular. donde las moléculas individuales imitan el comportamiento de componentes electrónicos comunes como una verdadera alternativa a los dispositivos de silicio convencionales. Para funcionalizar las propiedades de transporte de electrones, todas y cada una de las moléculas individuales deben alinearse con precisión en su lugar con una precisión subnanométrica. En ese sentido, Las pilas de componentes aromáticos autoensamblados en las que las pilas π unidas no covalentemente actúan como componentes modulares reemplazables son bloques de construcción prometedores.
Aquí describimos las propiedades de transporte de electrones de las pilas aromáticas alineadas en una jaula autoensamblada, utilizando un método de ruptura de unión basado en un microscopio de efecto túnel de barrido (STM). Tanto los pares aromáticos modulares idénticos como diferentes están unidos de forma no covalente y apilados dentro del andamio molecular, lo que conduce a una variedad de funciones electrónicas fascinantes. La jaula vacía presenta una baja conductancia electrónica (10 –5 GRAMO 0 ) característica de las resistencias (Figura a) mientras que la inserción de pares moleculares idénticos da como resultado un marcado aumento de la conductancia (10 –3 –10 –2 GRAMO 0 , GRAMO 0 =2e 2 / h) imitando el comportamiento de los cables electrónicos (Figura b). De lo contrario, cuando se insertan diferentes pares moleculares en el andamio, rectificación electrónica (relación de rectificación 2 –10 ) se puede observar la característica de un diodo (Figura c).
Los cálculos teóricos demuestran que este comportamiento de rectificación se origina en el diferente orden de apilamiento de los componentes aromáticos internos con respecto a la dirección del transporte de electrones. y los correspondientes canales de conducción de orbitales moleculares desocupados más bajos localizados en un lado de las uniones moleculares.
Este estudio allana el camino para el desarrollo de dispositivos electrónicos moleculares con funciones electrónicas sintonizables.
