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Boosting Light Emission from Single Hydrogen Phthalocyanine Molecules by Charging

Rai, Vibhuti ORCID iD icon 1; Gerhard, Lukas 1; Sun, Qing 1; Holzer, Christof 2; Repän, Taavi 3; Krstić, Marjan 2; Yang, Liang 3,4; Wegener, Martin 3,4; Rockstuhl, Carsten 2,3; Wulfhekel, Wulf 1
1 Institut für Quantenmaterialien und -technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Angewandte Physik (APH), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)


Interest in electroluminescence of single molecules is stimulated by the prospect of possible applications in novel light emitting devices. Recent studies provide valuable insights into the mechanisms leading to single molecule electroluminescence. Concrete information on how to boost the intensity of the emitted light, however, is rare. By combining scanning tunnelling microscopy (STM) and quantum chemical calculations, we show that the light emission efficiencies of an individual hydrogen-phthalocyanine molecule can be increased by a factor of ≈19 upon charging. This boost in intensity can be explained by the development of a vertical dipole moment normal to the substrate facilitating out-coupling of the local excitation to the far field. As this effect is not related to the specific nature of hydrogen-phthalocyanine, it opens up a general way to increase light emission from molecular junctions.

Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000125692
Veröffentlicht am 15.02.2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03121
Zitationen: 18
Zitationen: 23
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Quantenmaterialien und -technologien (IQMT)
Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 10.2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1530-6984, 1530-6992
KITopen-ID: 1000125692
HGF-Programm 43.21.01 (POF III, LK 01) Quantum Correlations in Condensed Matter
Erschienen in Nano letters
Verlag American Chemical Society (ACS)
Band 20
Heft 10
Seiten 7600–7605
Vorab online veröffentlicht am 22.09.2020
Nachgewiesen in Scopus
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