La conversión directa de una diferencia de temperatura en electricidad, conocida como efecto termoeléctrico, es un enfoque respetuoso con el medio ambiente para recolectar electricidad directamente del calor. La capacidad de un material para convertir el calor en electricidad se mide por su figura de mérito termoeléctrico. Materialescon una alta figura termoeléctrica de mérito, por lo tanto, son ampliamente deseados para su uso en la recolección de energía. Los efectos de confinamiento cuántico en nanomateriales que surgen de sus estados electrónicos discretos pueden aumentar su figura de mérito termoeléctrico. En particular, una sola molécula que une dos electrodos muestra el confinamiento cuántico. Optimizaciónde los estados electrónicos de una sola molécula de electrodos de puente podría producir un gran efecto termoeléctrico. El contacto entre la molécula y los electrodos también influirá en su comportamiento termoeléctrico. Sin embargo, esta relación rara vez se ha considerado debido a dificultades técnicas.
Investigadores de la Universidad de Osaka han investigado recientemente la influencia que la geometría de los contactos de una sola molécula-electrodo tiene en el comportamiento termoeléctrico de la molécula. Como se informó en una edición reciente de Informes científicos , midieron simultáneamente la conductancia eléctrica y la tensión térmica de las moléculas con diferentes grupos que anclan las moléculas a los electrodos a temperatura ambiente al vacío.
El equipo primero fabricó estructuras consistentes en electrodos de oro unidos por varias moléculas individuales. La distancia entre los electrodos, que se mantenían bajo un gradiente de temperatura, se aumentó y disminuyó repetidamente mientras se midió la conductancia eléctrica y la tensión térmica de cada estructura.
"Investigamos las características termoeléctricas de varias moléculas individuales basadas en benceno con énfasis en la influencia de sus estructuras de unión", dice el autor correspondiente Makusu Tsutsui. "Las moléculas mostraron un comportamiento diferente dependiendo de sus grupos de anclaje de electrodos y todos los tipos de moléculasmuestra múltiples estados de termovoltaje "
Los múltiples estados de termovoltaje de las moléculas se investigaron mediante mediciones termoeléctricas y análisis teóricos. Se observó el mayor efecto termoeléctrico para estructuras que contienen un enlace de tiol estirado con el electrodo de oro. El aumento de la termovoltaje de las estructuras con un enlace de oro-tiol estirado fueatribuido a esta configuración que cambia el nivel de energía de la molécula involucrada en el transporte de electrones a una posición más favorable.
"La dependencia observada de la tensión térmica en el grupo de anclaje en las estructuras de unión revela una forma de modular el rendimiento termoeléctrico de los dispositivos de molécula única", explica Tsutsui.
Los resultados del grupo amplían nuestra comprensión de cómo la geometría de un dispositivo de una sola molécula puede influir en su figura termoeléctrica de mérito. Estos hallazgos deberían contribuir al desarrollo de dispositivos termoeléctricos de una sola molécula que puedan derivar eficientemente la electricidad del calor.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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