L'émission lumineuse d'une molécule excitée a été cartographiée spatialement pour montrer comment l'émission est affectée par les états de charge de la molécule.
Les chercheurs en physique peuvent imager des molécules fluorescentes individuelles à une résolution quasi atomique à l'aide de microscopes à effet tunnel (STM). Cependant, le processus exact par lequel une molécule émet de la lumière lorsqu'elle est excitée par un STM est encore sujet à débat, car les observations ne révèlent pas les états exacts de spin et de charge que la molécule excitée traverse avant de passer à l'état fondamental. Song Jiang de l'Université de Strasbourg, France, et ses collègues ont mené une expérience, créant un modèle qui relie l'état de charge de la molécule à l'énergie lumineuse émise, fournissant des informations importantes pour résoudre ce débat.
Dans les travaux de l'équipe, une molécule de quinacridone (QA) adsorbée sur un mince film isolant déposé sur un substrat métallique est entraînée par un courant traversant une pointe STM. Les modèles d'émission des états neutres et chargés positivement de QA diffèrent de 65 degrés dans l'orientation, une caractéristique unique de la molécule. Les scientifiques ont produit des cartes fluorescentes à une résolution inférieure au nanomètre en scannant le matériau avec une pointe STM à différents niveaux de tension. Dans ces cartes, ils ont pu identifier des motifs qui indiquent l'orientation du dipôle fluorescent et, par conséquent, l'état de charge de la molécule à un moment donné.
Ils ont ensuite développé un modèle basé sur la dépendance spatiale du signal fluorescent induit par le STM, qui décrit les caractéristiques du courant et de la tension du STM, ainsi que le transport des électrons et l'émission de lumière.
La recherche montre qu'une seule molécule sur un substrat peut avoir quatre états de charge différents en fonction de la tension fournie. Il propose également une technique permettant de distinguer la phosphorescence des molécules chargées de la luminescence induite par le courant. Selon les auteurs, ce concept est général et peut s'appliquer à tout système organique adsorbé sur une couche mince.
Source : physics.aps.org/articles/v16/s31
📩 21/03/2023 18:56