Möchte man negative molekulare Ionen als einzelmolekulare Schalt- und Speichereinheiten verwenden, ergibt sich ein intrinsisches Problem: Ionen scheiden sich in der Regel mit ihren Gegenionen aus der Lösung auf Oberflächen ab und es bilden sich größere Aggregate (quasi kleine Salzbröckchen). Durch Massenselektion der Anionen und Soft-landing im Vakuum lassen sich diese Gegenionen ausschließen, sodass die Abscheidung einzelner molekularer Speichereinheiten möglich wird. Zunächst war das Verfahren nicht sehr erfolgreich, denn die schaltbaren Anionen waren ohne Gegenionen einfach nicht auf den Oberflächen stabil und zersetzten sich. Um dem entgegenzuwirken, wendeten die Forschenden des Joint Labs „Molekulare Ionendeposition“ am IOM einen Trick aus der sogenannten Wirt-Gast-Chemie an, d.h. ein kreisförmiges Zuckermolekül legt sich als „Ring“ um das negative Ion und schützt dieses so. Dadurch bleibt die molekulare Speichereinheit auch auf Oberflächen stabil und kann erfolgreich durch mehrere Redoxzustände geschaltet werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung und Adressierung von Speichereinheiten mit kontrollierten Adsorptionseigenschaften auf Einzelmolekülebene.

Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden nun in dem Journal ACS Applied Nano Materials (ANM) veröffentlicht. Weitere Informationen zum Artikel:

Fangshun Yang, Marco Moors, Duc Anh Hoang, Sebastian Schmitz, Markus Rohdenburg, Harald Knorke, Ales Charvat, Xue-Bin Wang, Kirill Yu. Monakhov, and Jonas Warneke
On-Surface Single-Molecule Identification of Mass-Selected Cyclodextrin-Supported Polyoxovanadates for Multistate Resistive-Switching Memory Applications
ACS Appl. Nano Mater. 2022
https://doi.org/10.1021/acsanm.2c03025