Electronic transport and mechanical stability of carboxyl linked single-molecule junctions

文献情報

出版日 2012-07-09
DOI 10.1039/C2CP41578J
インパクトファクター 3.676
著者

Seokhoon Ahn, Sriharsha V. Aradhya, Rebekka S. Klausen, Brian Capozzi, Xavier Roy, Michael L. Steigerwald, Colin Nuckolls, Latha Venkataraman


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要旨

We characterize electron transport across Au–molecule–Au junctions of heterogeneous carboxyl and methyl sulfide terminated saturated and conjugated molecules. Low-bias conductance measurements are performed using the scanning tunneling microscopy based break-junction technique in the presence of solvents and at room temperature. For a series of alkanes with 1–4 carbon atoms in the hydrocarbon chain, our results show an exponential decrease in conductance with increasing molecule length characterized by a decay constant of 0.9 ± 0.1 per methylene group. Control measurements in pH 11 solutions and with COOMe terminations suggest that the carboxylic acid group binds through the formation of a COO−–Au bond. Simultaneous measurements of conductance and force across these junctions yield a rupture force of 0.6 ± 0.1 nN, comparable to that required to rupture a Au–SMe bond. By establishing reliable, in situ junction formation, these experiments provide a new approach to probe electronic properties of carboxyl groups at the single molecule level.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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