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Hot luminescence from single-molecule chromophores electrically and mechanically self-decoupled by tripodal scaffolds

Rai, Vibhuti ORCID iD icon 1; Balzer, Nico 2; Derenbach, Gabriel 1; Holzer, Christof 3; Mayor, Marcel 1,2; Wulfhekel, Wulf 1,4; Gerhard, Lukas 1,2; Valášek, Michal 2
1 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Control over the electrical contact to an individual molecule is one of the biggest challenges in molecular optoelectronics. The mounting of individual chromophores on extended tripodal scaffolds enables both efficient electrical and mechanical decoupling of individual chromophores from metallic leads. Core-substituted naphthalene diimides fixed perpendicular to a gold substrate by a covalently attached extended tripod display high stability with well-defined and efficient electroluminescence down to the single-molecule level. The molecularly controlled spatial arrangement balances the electric conduction for electroluminescence and the insulation to avoid non-radiative carrier recombination, enabling the spectrally and spatially resolved electroluminescence of individual self-decoupled chromophores in a scanning tunneling microscope. Hot luminescence bands are even visible in single self-decoupled chromophores, documenting the mechanical decoupling between the vibrons of the chromophore and the substrate.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000166997
Veröffentlicht am 09.01.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41467-023-43948-y
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 12.12.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
KITopen-ID: 1000166997
HGF-Programm 47.12.02 (POF IV, LK 01) Exploratory Qubits
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 14
Heft 1
Seiten Art.-Nr.: 8253
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Schlagwörter Fluorescence spectroscopy, Molecular electronics, Scanning probe microscopy
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