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I dispositivi elettronici a singola molecola, che utilizzano singole molecole o monostrati molecolari come canali conduttivi, offrono una nuova strategia per risolvere i colli di bottiglia di miniaturizzazione e funzionalizzazione incontrati dai tradizionali dispositivi elettronici a semiconduttore. Questi dispositivi hanno molti vantaggi intrinseci, tra cui caratteristiche elettroniche regolabili, facilità di disponibilità, diversità funzionale e così via.
Ad oggi sono stati realizzati dispositivi a singola molecola con una varietà di funzioni, inclusi diodi, dispositivi ad effetto di campo e dispositivi optoelettronici. Oltre alle loro importanti applicazioni nel campo dei dispositivi funzionali, i dispositivi a singola molecola forniscono anche una piattaforma unica per esplorare le proprietà intrinseche delle materie a livello di singola molecola.
La regolamentazione delle proprietà elettriche dei dispositivi a molecola singola è ancora un passo fondamentale per far avanzare ulteriormente lo sviluppo dell'elettronica molecolare. Per regolare efficacemente le proprietà molecolari del dispositivo, è necessario chiarire le interazioni tra il trasporto di elettroni nei dispositivi a singola molecola e i campi esterni, come la temperatura esterna, il campo magnetico, il campo elettrico e il campo luminoso. Tra questi campi, l'uso della luce per regolare le proprietà elettroniche dei dispositivi a molecola singola è uno dei campi più importanti, noto come "optoelettronica a molecola singola".
Questa interazione non si riferisce solo all'influenza della luce sulle proprietà elettriche dei dispositivi molecolari, cioè all'uso della luce per controllare il trasporto di carica attraverso le molecole, ma si riferisce anche alla luminescenza originata dalle molecole durante il processo di trasferimento di carica. La comprensione del meccanismo di interazione fotoelettrica nei dispositivi a molecola singola è di grande importanza per lo sviluppo dell'optoelettronica a molecola singola.
I gruppi di ricerca del Prof. Xuefeng Guo, del Prof. Chuancheng Jia e del Prof. Dong Xiang del Center of Single-Molecule Sciences dell'Università di Nankai esaminano il meccanismo fisico e oltre nei dispositivi optoelettronici a singola molecola. I dispositivi optoelettronici a singola molecola sono di grande importanza perché non solo forniscono nuove strategie per risolvere il collo di bottiglia della miniaturizzazione e funzionalizzazione dei tradizionali dispositivi elettronici a semiconduttore, ma aiutano anche a esplorare le proprietà intrinseche delle molecole a livello di singola molecola. Il controllo delle proprietà elettriche dei dispositivi a singola molecola è ancora la chiave per far avanzare ulteriormente lo sviluppo dell'elettronica molecolare.
Pertanto, è importante chiarire l'interazione tra il trasporto di carica nei dispositivi e i campi esterni, in particolare la luce. In questa recensione pubblicata su Opto-Electronic Advances , vengono riassunti gli effetti optoelettronici coinvolti nei dispositivi a singola molecola, tra cui commutazione di fotoisomerizzazione, fotoconduttanza, eccitazione indotta da plasmoni, fotovoltaico ed elettroluminescenza. Inoltre, vengono elaborati i meccanismi dei dispositivi optoelettronici a singola molecola, in particolare i processi di fotoisomerizzazione, fotoeccitazione e tunneling foto-assistito. Infine, vengono presentate brevemente le opportunità e le sfide derivanti dalla ricerca sull'optoelettronica a singola molecola e vengono proposte ulteriori scoperte in questo campo. Questa recensione sarà utile per i lettori impegnati in ricerche relative a optoelettronica, fotonica, elettronica organica, elettronica molecolare, ecc. + Esplora ulteriormente
