Ett internationellt team av forskare inklusive professor Federico Rosei och medlemmar av hans grupp vid INRS har utvecklat en ny strategi för att tillverka atomärt kontrollerade kolnanostrukturer som används i molekylär kolbaserad elektronik. En artikel som just publicerats i den prestigefyllda tidskriften Naturkommunikation presenterar sina resultat:den fullständiga elektroniska strukturen av en konjugerad organisk polymer, och substratets inverkan på dess elektroniska egenskaper.

Forskarna kombinerade två förfaranden som tidigare utvecklats i professor Roseis labb - molekylär självmontering och kedjepolymerisation - för att producera ett nätverk av långväga poly(para-fenylen) (PPP) nanotrådar på en kopparyta (Cu). Genom att använda avancerad teknik som scanning tunnelmikroskopi och fotoelektronspektroskopi samt teoretiska modeller, de kunde beskriva morfologin och den elektroniska strukturen hos dessa nanostrukturer.

"Vi tillhandahåller en fullständig beskrivning av bandstrukturen och lyfter också fram den starka interaktionen mellan polymeren och substratet, vilket förklarar både det minskade bandgapet och den metalliska karaktären hos de nya kedjorna. Även med denna hybridisering, PPP-banden uppvisar en kvasi endimensionell spridning i ledande polymera nanotrådar, sade professor Federico Rosei, en av författarna till studien.

Även om ytterligare forskning behövs för att fullständigt beskriva de elektroniska egenskaperna hos dessa nanostrukturer, polymerens dispersion ger en spektroskopisk registrering av polymerisationsprocessen för vissa typer av molekyler på guld, silver, koppar, och andra ytor. Det är ett lovande tillvägagångssätt för liknande halvledarstudier – ett viktigt steg i utvecklingen av faktiska enheter.

Resultaten av studien kan användas för att designa organiska nanostrukturer, med betydande potentiella tillämpningar inom nanoelektronik, inklusive fotovoltaiska enheter, fälteffekttransistorer, ljusemitterande dioder, och sensorer.