Электронные свойства ветвящихся молекулярных структур. Обзор

Разработка новых типов макромолекулярной архитектуры - одно из основных направлений развития современной физики полимеров. Применительно к электронике особое место занимают электропроводящие π-сопряженные молекулы. В обзоре рассмотрены отличительные особенности электронных свойств органических полупроводников по сравнению с их твердотельными аналогами. Особое внимание уделено роли электрон-электронных и электрон-фононных взаимодействий в образовании автолокализованных возбужденных состояний - солитонов и поляронов. Проанализированы конструктивные и деструктивные интерференционные эффекты в молекулярных структурах, содержащих узлы ветвления и кольцевые группы. Размер ветвящейся молекулы при этом должен быть мал для сохранения квантовой когерентности. В таких молекулах эффекты автолокализации несущественны и транспорт определяется электронами и дырками, инжектированными из контактов. Предложены два подхода к описанию квантовой интерференции в ветвящихся молекулах: на основе молекулярных орбиталей и в рамках картины локализованных атомных орбиталей. Данные подходы позволяют сформулировать правила конструирования молекулярных структур, в которых наблюдается квантовая интерференция. Представлены последние результаты по разработке квантовых молекулярных интерференционных транзисторов со сверхнизким энергопотреблением. Кратко рассмотрены несопряженные ветвящиеся полимеры с древовидной структурой - дендримеры, которые могут быть эффективны для создания систем сбора и преобразования электромагнитного излучения.
Горбацевич Александр Алексеевич
Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, г.Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г.Москва, Россия
Журавлёв Максим Николаевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г.Москва, Россия
Поделиться