Supramolekulyar kimya və molekulyar elektronikanı birləşdirən son araşdırmada bir tədqiqat qrupu supramolekulyar porfirin əsaslı qəfəslərin bərk cisim cihazlarında tənzimlənə bilən fotoreaktiv yük daşıma (CT) davranışlarını necə təmin edə biləcəyini nümayiş etdirdi. Tapıntılar optoelektronik tətbiqlərdə daha çox yönlü və idarə oluna bilən molekulyar komponentlərə yol aça bilər.

Tədqiqat Angewandte Chemie International Edition jurnalında dərc olunub .

Əməkdaşlıq komandasına Wuhan Universitetinin professoru Cunlan Guo, Jilin Universitetinin professoru Ming Wang və Nankai Universitetinin professoru Haohao Fu rəhbərlik edirdi.

Molekulyar elektronika uzun müddətdir ki, yük daşıma davranışlarını tənzimləmək üçün kiçik molekulların struktur universallığına əsaslanırdı. Lakin dinamik reaksiyaya malik cihaz komponentlərinə tələbat artdıqca, supramolekulyar birləşmələr zəif, geri çevrilən qarşılıqlı təsirlər və xarici stimullar vasitəsilə elektron axını tənzimləmək qabiliyyətinə diqqət çəkir. Müxtəlif stimullar arasında işıq məkan dəqiqliyi və qeyri-invazivliyi ilə seçilir – bu keyfiyyətlər molekulyar açarlar kimi yeni nəsil funksional cihazlar üçün idealdır.

Sağlam, proqnozlaşdırıla bilən xassələri olan işığa cavab verən molekulyar arxitekturaya olan ehtiyacı həll etmək üçün komanda porfirinlərə – fotosabitliyi və görünən diapazonda güclü udma qabiliyyəti ilə tanınan planar, aromatik makrosikllərə müraciət etdi. Porfirin törəmələrini iki dişli diplatin (II) motivi ilə əlaqələndirərək , sərt sütunları və porfirin üzləri arasında ~ 18,3 Å ayırma məsafəsi olan yaxşı müəyyən edilmiş qəfəsəbənzər supramolekulyar strukturlar (C-TPyP) qurdular.

Öz-özünə yığılmış monolayer (SAM) və EGaIn üst elektrodu arasında sıxışdırılmış bu supramolekulyar qəfəslərdən qurulmuş elektrik qovşaqları işıq altında fərqli davranışlar nümayiş etdirdi. Monomer porfirinləri ehtiva edən qovşaqlar 420 nm işıqlandırma altında cüzi cərəyan dəyişiklikləri göstərsə də, supramolekulyar qəfəslərlə düzəldilmiş qovşaqlarda foto cavab verən yük daşınması müşahidə edilir. Xüsusilə, Zn²⁺ və Cu²⁺ kimi metal ionlarının porfirin nüvələrinə daxil edilməsi bu reaksiyanın miqyasını dəyişdirərək sistemin uyğunlaşma qabiliyyətini vurğuladı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747146647&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-photoresponsive-cages-tunable-supramolecular-electronics.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy45MyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNi4wLjcxMDMuOTMiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzYuMC43MTAzLjkzIl0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747146637645&bpp=2&bdt=708&idt=169&shv=r20250508&mjsv=m202505070201&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747146584%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747146584%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747146584%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C1521x730&nras=2&correlator=2198757432117&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2028&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C31092196%2C42531706%2C95353387%2C31092328%2C42533293&oid=2&pvsid=2231796759724154&tmod=430338225&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=9876

Bu elektrik ölçmələrini dəstəkləyərək , flüoresan spektroskopiya və Kelvin zond qüvvəsi mikroskopiyası (KPFM) supramolekulyar arxitekturanın elektron-deşik cütlərinin ayrılmasını gücləndirdiyini təsdiqlədi – bu, müşahidə olunan fotocavablı cərəyan davranışı ilə birbaşa əlaqəli bir təsirdir.

Sonrakı təcrübələr göstərdi ki, porfirin qəfəsləri ilə qızıl substrat arasındakı məsafə (SAM-da alkanetiol ayırıcısının uzunluğunu dəyişdirməklə modulyasiya olunur) KT-nin səmərəliliyinə təsir göstərir. Artan məsafələr işığa səbəb olan reaksiyanı zəiflətsə də, həddindən artıq qısa boşluqlar elektrodla həddindən artıq birləşmə səbəbindən molekulyar davranışı boğdu.

Bu tədqiqat təkcə supramolekulyar sistemlərdə yük daşımalarının əsas anlayışını inkişaf etdirmir, həm də molekulyar miqyaslı optoelektronik cihazların mühəndisliyi üçün praktiki çərçivə təklif edir. İş molekulyar dizayn, montaj dəqiqliyi və interfasial mühəndisliyin ətraf mühitin siqnallarına cavab verən funksional elektron elementlər yaratmaq üçün necə birləşə biləcəyini vurğulayır.

Daha çox məlumat: Ziang Zhang və digərləri, Porfirin əsaslı qovşaqlarda Supramolekulyar Struktur Aktiv Foto-cavablı Yük Daşıması, Angewandte Chemie Beynəlxalq Nəşri (2025). DOI: 10.1002/anie.202508443

Jurnal məlumatı: Angewandte Chemie Beynəlxalq Nəşri 

Nanjing Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir