Visualisasi Interaksi Antar Elektron Dalam Molekul

Elektron adalah bagian dari sebuah atom yang sering di sebut  dengan partikel subatom, ilmuan kini telah mendapatkan cara agar interaksi antar elektron ini dapat di visualisi sehingga kita saat ini kita tidah hanya membayangkan dan melihat bentuknya pada buku teori saja namun juga dapat melihatnya dengan alat-alat optoelektronik.

struktur kimia cobalt phthalocyanine(CoPC) dan fungsi gelombang Eksperimental dan teoritis CoPC

Dalam artikel yang diterbitkan di Nature Physics, peneliti menunjukkan pengukuran pada molekul organik cobalt phthalocyanine (CoPC) yang dapat dijelaskan dengan memperhatikan bagaimana elektron dalam molekul berinteraksi satu sama lain. CoPC adalah molekul yang umum digunakan dalam perangkat optoelektronik organik. Interaksi antar elektron dapat mengubah konduktivitas, dan secara langsung berkaitan dengan kinerja perangkat.

Pemahaman efek elektronik dalam molekul organik sangat penting penggunaannya dalam aplikasi optoelektronik, misalnya dalam organic light-emitting diodes(OLEDs), organic field-effect transistors (OFETs) dan sel surya.

kelompok  Atomic Scale Physics dari Universitas Aalto dipimpin oleh Peter Liljeroth, spesialis scanning tunneling microscopy (STM), yang memanfaatkan arus kecil antara ujung dari probe dan sampel untuk mengukur sifat struktural dan elektronik dari permukaan sampel dengan resolusi atomik. Dalam hal ini, mereka menggunakan STM untuk mengukur arus yang melalui molekul tunggal pada permukaan dengan menginjeksikan atau memindahkan elektron pada energi yang berbeda.

Dalam molekul, elektron 'hidup' pada orbital, yang menentukan energi dan bentuk fungsi gelombang kuantum mekaniknya. Orbital dapat diukur dengan cara mencatat arus yang melalui molekul sebagai fungsi dari tegangan yang diberikan.

Fabian Schulz, seorang peneliti pasca-sarjana dalam kelompok Liljeroth, terkejut ketika pengukuran pada molekul CoPC tidak sesuai dengan penafsiran konvensional STM pada percobaan molekul tunggal. "Kami melihat beberapa fitur tambahan dalam daftar arus dan seharusnya tidak ada, sesuai dengan penafsiran yang biasa disebut spektrum tunneling," jelas Schulz.

Percobaan dilakukan pada molekul kobalt phthalosianin (CoPC) yang diletakkan di atas lapisan setebal satu atom heksagonal boron nitrida pada permukaan iridium.

Seorang kolega dari Aalto University dan pemimpin kelompok Fisika Quantum, Ari Harju, menyarankan bahwa kunci untuk memahami hasil eksperimen mungkin dari interaksi antar elektron yang biasanya diabaikan dalam percobaan tersebut. Bekerja sama dengan Ari P. Seitsonen dari University of Zurich, Ari Harju dan timnya menghitung sifat elektronik dari molekul, termasuk efek mekanika kuantum yang melampaui metode yang berlaku. Penafsiran baru ini dikonfirmasi ketika Liljeroth dan timnya mampu menyamai orbital molekul eksperimen diukur dengan prediksi teori. "Itu sangat menarik untuk melihat interaksi antara teori dan eksperimen," komentar Liljeroth.

Ari Harju menyimpulkan: "Bukti bahwa hasilnya seperti prediksi teoritis, efek eksotis dapat diamati secara eksperimental merupakan langkah yang penting dalam memahami bagaimana listrik diangkut melintasi molekul individu dan kumpulan molekul."

Visualisasi interaksi antar elektron dalam molekul ini sangat berguna bagi kita karna dengan ini kita dapat melihat bagaimana interaksi antar elektron dalam molekul dengan bantuan alat dan tidak hanya membayangkan dari teori saja.

Referensi:
  • Fabian Schulz, Mari Ijäs, Robert Drost, Sampsa K. Hämäläinen, Ari Harju, Ari P. Seitsonen, Peter Liljeroth. Many-body transitions in a single molecule visualized by scanning tunnelling microscopy. Nature Physics, 2015; DOI: 10.1038/nphys3212

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel