Molecular Signature of Polyoxometalates in Electron Transport of Silicon-based Molecular Junctions

Autor: Anna Proust, Stéphane Lenfant, Dominique Vuillaume, David Guerin, Kevin Dalla Francesca, Maxime Laurans, Florence Volatron, Guillaume Izzet
Přispěvatelé: Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM), Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Nanostructures, nanoComponents & Molecules - IEMN (NCM-IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanostructures, nanoComponents & Molecules - IEMN (NCM - IEMN), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-ESPCI ParisTech-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-ESPCI ParisTech-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Nanoscale
Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2018, 10 (36), pp.17156-17165. ⟨10.1039/C8NR04946G⟩
Nanoscale, 2018, 10 (36), pp.17156-17165. ⟨10.1039/C8NR04946G⟩
ISSN: 2040-3364
2040-3372
DOI: 10.48550/arxiv.1809.00708
Popis: International audience; Polyoxometalates (POMs) are unconventional electro-active molecules with a great potential for applications in molecular memories, providing efficient processing steps onto electrodes are available. The synthesis of the organic-inorganic polyoxometalate hybrids [PM$_{11}$O$_{39}$(Sn(C$_6$H$_4$)C$\equiv$C(C$_6$H$_4$)N$_2$)]$^{3-}$ (M = Mo, W) endowed with a remote diazonium function is reported together with their covalent immobilization onto hydrogenated n-Si(100) substrates. Electron transport measurements through the resulting densely-packed monolayers contacted with a mercury drop as a top electrode confirms their homogeneity. Adjustment of the current-voltage curves with the Simmons equation gives a mean tunnel energy barrier of 1.8 eV and 1.6 eV, for the Silicon-Molecules-Metal (SMM) junctions based on the polyoxotungstates (M = W) and polyoxomolybdates (M = Mo), respectively. This follows the trend observed in the electrochemical properties of POMs in solution, the polyoxomolybdates being easier to reduce than the polyoxotungstates, in agreement with lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) of lower energy. The molecular signature of the POMs is thus clearly identifiable in the solid-state electrical properties and the unmatched diversity of POM molecular and electronic structures should offer a great modularity.
Databáze: OpenAIRE
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