n MOLEKYLÆR ELEKTRONIK Figur 3. Fotokontakten DHA6 er i stand til at agere som molekylær kontakt for strøm. DHA-formen leder strømmen, hvorimod VHF slukker for strømmen. Dette skyldes et brud i konjugationen, når DHA6 ringåbner til VHF. Ved at indbygge DHA i en molekylær ledning med svovl-endegrupper fås en lys-kontrolleret fotokontakt, forbindelsen DHA6, figur 3 (6-tallet henviser til den position på den syvleddede ring, hvor substituenten sidder). Dette molekyle vil ved lyspåvirkning skifte fra sin fuldt lineært konjugerede DHA-form til sin VHF-form, der har et brud i konjugationen, krydskonjugation [3]. Dette motiverede os til at studere dette molekyles ledningsevne i samarbejde med forskellige grupper. Vi forventede, at DHA-formen ville have lille modstand og VHF-formen stor modstand. I opløsning fandt vi, at DHA6 kunne åbnes til VHF, som over tid vendte tilbage til DHA6 eller til en isomer af DHA6, nemlig DHA7, hvor substituenten på den syvleddede ring er flyttet en position. Fra eksperimentelle ledningsevnestudier af molekylet spændt imellem to guld-elektroder (såkaldte break-junction-studier) fandt vi som forventet, at DHA6 havde en høj ledningsevne sammenlignet med sin krydskonjugerede VHF-form. Isomeriseringen af DHA6 over i DHA7, som fandt sted i opløsning, fandt dog ikke sted i junction. Vi målte efterfølgende ledningsevnen af DHA7 (fremstillet rent som denne isomer) og observerede, at denne isomer faktisk leder strømmen ringere end VHF-formen. Endvidere fandt vi, at efter en ring-åbnings/ luknings-cyklus blev DHA7 omdannet til den mere stabile DHA6. Den dårlige ledningsevne af DHA7 kan forklares dels ved, at der er krydskonjugation i ”strømretningen” og dels ved ikke-planaritet af den syvleddede ring i DHA. Kontakt styret ved ladningsdelokalisering En anden fremgangsmåde til at ændre et molekyles konjugation og dermed dets ledningsevne er gennem brug af forskellige substituenter, der kan påvirke ladningsfordelingen. På den molekylære ledning oligo (phenyl ethynylen), OPE3, påsatte vi donorenheden dithiafulven, DTF, og en acceptorenhed, enten i form af et aldehyd eller indan-1,3-dion, se figur 4 [4]. Molekylets resonansformer vil da bestå af en lineært konjugeret form og en krydskonjugeret form. Vi tænkte, at hvis den ene af disse resonansformers bidrag til resonanshybridet kunne fremmes ift. den andens, ville molekylet måske kunne agere som en kontakt. Begge donor-acceptor-molekyler blev studeret vha. break-junction-metoden, og ligeså blev to lineært konjugerede referencemolekyler, en ren OPE3 uden substituenter samt en OPE3 med kun en dithiafulven-enhed. Eksperimenterne viste, at de donor-acceptor substituerede OPE3-ledninger både udviste en høj samt en lav ledningsevne, hvilket vi ud fra teoretiske beregninger tillagde de to forskellige konjugationer af resonansformerne. Referencemolekylerne udviste kun en høj ledningsevne i størrelsesorden med den høje ledningsevne for de donor-acceptor substituerede molekyler. At donor-acceptor molekylerne enten viser en høj ledningsevne eller en lav, tilskriver vi små variationer i molekylets omgivelser fra måling til måling, små variationer som vil fremme den ene resonansform frem for den anden. Dvs. ved at variere lidt på det elektriske felt, som molekylet er påvirket af, skiftes der 20 dansk kemi, 98, nr. 11/12, 2017
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her