Geometría calculada y cargas de la sal LiþC60 [PF6 -]. Crédito:Universidad de Tsukuba
Los fullerenos están compuestos por 60 átomos de carbono unidos en anillos hexagonales para formar una esfera que se asemeja a un balón de fútbol. Los fullerenos son de gran interés para los científicos de materiales porque sus interesantes propiedades electrónicas los hacen atractivos para su uso en electrónica avanzada y nanotecnología.
Las propiedades electrónicas del fullereno se pueden modificar dopando con otros elementos sin alterar su forma de balón de fútbol. En particular, sales de fullereno dopado con iones de litio, que se denota como Li + @ C 60 , han sido sintetizados con alto rendimiento, y la estructura de Li + @ C 60 ha sido determinado. Li + @ C 60 Las sales se han utilizado en células solares e interruptores moleculares con resultados prometedores.
Para optimizar el rendimiento de Li + @ C 60 en aplicaciones como fotovoltaica y dispositivos de conmutación, es importante comprender a fondo sus propiedades electrónicas. Una colaboración de investigación internacional dirigida por la Universidad de Tsukuba amplió recientemente el conocimiento de Li + @ C 60 obteniendo imágenes de Li + @ C 60 moléculas mediante microscopía de túnel de barrido (STM). STM puede obtener imágenes de materiales con resolución de nivel molecular y proporcionar información sobre la estructura electrónica de moléculas individuales. Los resultados fueron publicados en la revista Carbón .
"Fabricamos una muestra de película delgada adecuada para STM mediante evaporación al vacío de un Li + @ C 60 sal sobre un sustrato de cobre, "dice el coautor del estudio, Seiji Sakai." Nuestro examen microscópico posterior reveló que, aunque algunos iones de litio se escaparon durante el proceso de evaporación, la muestra contenía algo de Li + @ C 60 moléculas en el sustrato de cobre ".
Las imágenes de microscopía revelaron una mezcla de Li + @ C 60 y moléculas de fullereno sin dopar en la superficie del cobre. Ambos tipos de moléculas estaban orientadas de manera similar pero mostraban diferentes alturas y estructura electrónica, permitiéndoles diferenciarse. El equipo dio más peso a sus hallazgos experimentales al realizar cálculos de la teoría funcional de la densidad para generar imágenes de microscopía de túnel de barrido simulado. Las imágenes de microscopía simuladas y medidas experimentalmente coincidieron bien en general.
"Nuestro estudio proporciona la confirmación de la estructura electrónica del fullereno dopado con litio, ", dice el autor principal Yoichi Yamada." Este conocimiento ayudará a nuestra capacidad de modular la estructura electrónica de los fullerenos para optimizar su rendimiento en dispositivos optoelectrónicos y de conmutación ".
La imagen y la confirmación de la estructura electrónica de Li + @ C 60 representan pasos importantes hacia aplicaciones avanzadas de materiales orgánicos, porque deberían contribuir a controlar la inyección de portadores y las propiedades de transporte de los fullerenos.
