Aktuelles: Momentaufnahme der Energie: Den Augenblick der Erregung eines Moleküls einfangen

Eine sehr grundlegende Eigenschaft von Atomen und Molekülen sind die Energien, bei denen Elektronen hinzugefügt oder aus ihnen entfernt werden k?nnen. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网 ist entscheidend für viele chemische Reaktionen, bei denen Elektronen ausgetauscht werden. Sie ist jedoch nicht nur von grundlegendem Interesse: Organische Verbindungen sind vielversprechende Kandidaten für moderne Solarzellen, Displays und Lichtquellen, da sie kostengünstig, reichlich vorhanden und ungiftig sind. Für die Funktionalit?t solcher Ger?te sind auch die Energien des Elektronenaustauschs mit der Umgebung von gr??ter Bedeutung. 
Angeregte Zust?nde sind an den relevanten Prozessen in Solarzellen und lichtemittierenden Ger?ten beteiligt. In angeregten Zust?nden haben die Moleküle zus?tzliche Energie gewonnen, und der Wert dieser zus?tzlichen Energie ist für viele Anwendungen entscheidend. 

Forschende der Universit?t Regensburg haben in Zusammenarbeit mit IBM Research Europe - Zürich einen Weg gefunden, um die Energie des Ladungsaustauschs für Grund- und angeregte Zust?nde eines einzelnen Moleküls zu ermitteln. Zu diesem Zweck verwendeten sie ein Rasterkraftmikroskop, ein Mikroskop, in dem winzige Kr?fte zwischen einer Spitze und einer Oberfl?che gemessen werden. Mit einem solchen Mikroskop l?sst sich sogar die innere Struktur einzelner Moleküle abbilden (siehe auch Science 325, 1110; 2009), so dass die Forscher das Molekül unter der Spitze des Mikroskops identifizieren k?nnen. Darüber hinaus kann die Spitze auch dazu verwendet werden, dem Molekül lokal Elektronen hinzuzufügen oder zu entnehmen (siehe auch Nature 566, 245; 2019). Die Regensburger Forschenden nutzten diese M?glichkeit, um auf unterschiedlich geladene und angeregte Zust?nde einzelner Moleküle zuzugreifen. Indem sie die Energie der in der Spitze verfügbaren Elektronen langsam ver?ndern und beobachten, wann das Molekül Ladungszustandsüberg?nge durchl?uft, konnten die verschiedenen angeregten Zust?nde erreicht, identifiziert und ihre Energien gemessen werden. Die Forschenden stellen sich vor, dass diese Technik auf eine Reihe von Molekülen angewandt werden k?nnte, sowohl solcher, die für die Grundlagenforschung interessant sind, als auch solcher für Anwendungen in der Energiegewinnung und der organischen Elektronik.

Originalpublikation 
Lisanne Sellies, Jakob Eckrich, Leo Gross, Andrea Donarini, Jascha Repp
Controlled single-electron transfer enables time-resolved excited-state spectroscopy of individual molecules
Nature Nanotechnology
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01791-2 (externer Link, ?ffnet neues Fenster)