Исследователи из Университета Осаки недавно исследовали влияние геометрии контактов между молекулами и электродами на термоэлектрическое поведение молекулы. Как сообщается в недавнем выпуске Scientific Reports, они одновременно измеряли электрическую проводимость и термовольтаж молекул с разными группами, прикрепляющими молекулы к электродам при комнатной температуре в вакууме.Команда впервые создала структуры, состоящие из золотых электродов, соединенных различными одиночными молекулами. Расстояние между электродами, которые находились под температурным градиентом, многократно увеличивали и уменьшали, в то время как измеряли электрическую проводимость и термовольтное напряжение каждой структуры.
«Мы исследовали термоэлектрические характеристики различных отдельных молекул на основе бензола, уделяя особое внимание влиянию структур их соединений», — говорит автор-корреспондент Макусу Цуцуи. «Молекулы проявляли различное поведение в зависимости от их групп заякорения электродов, и все типы молекул отображали несколько состояний термовольтного напряжения».Множественные термовольтные состояния молекул исследованы с помощью термоэлектрических измерений и теоретического анализа. Наибольший термоэлектрический эффект наблюдался для структур, содержащих вытянутую тиольную связь с золотым электродом.
Повышенное термовольтное напряжение структур с растянутой связью золото-тиол было приписано этой конфигурации, смещающей энергетический уровень молекулы, участвующей в переносе электронов, в более выгодное положение.«Наблюдаемая зависимость термовольтного напряжения от группы закрепления в структурах перехода указывает на способ модуляции термоэлектрических характеристик одномолекулярных устройств», — объясняет Цуцуи.
Результаты группы расширяют наше понимание того, как геометрия одномолекулярного устройства может влиять на его термоэлектрическую добротность. Эти открытия должны способствовать разработке термоэлектрических устройств на основе одной молекулы, которые могут эффективно получать электричество из тепла.