田禾院士领衔！华东理工大学邹祺/张志云最新JACS | 双向单分子光电导体！

主要观点总结

本文报道了一种基于激发态分子内质子转移（ESIPT）和量子干涉（QI）效应协同作用的高性能双向单分子光导体的理性设计策略。通过扫描隧道显微镜裂结技术，实现了在相同分子骨架上的光电导调控，包括PPOH的创纪录的光电导抑制和PMOH的光电导增强。该策略为单分子水平上的量子干涉切换和双向光电导调制提供了新的分子设计范式。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

尽管单分子光电导体在分子光电子学中具有巨大潜力，但开发具有双向光电导特性的单分子导体仍面临挑战。先前的研究虽然已经探索了某些机制，如光诱导快速异构化、光辅助隧穿等，但已报道的器件大多表现出增强的光电导，且信号较弱。

关键观点2: 研究亮点

1. 报道了一种基于ESIPT和QI效应协同作用的高性能双向单分子光导体的理性设计策略。2. 通过STM-BJ技术，在相同分子骨架上实现了光电导的双向调控。3. PPOH结表现出创纪录的约120倍光电导抑制，而PMOH结则显示出约1.78倍的光电导增强。4. 首次在单分子水平实现了ESIPT驱动的量子干涉切换，为双向光电导调制提供了新分子设计范式。

关键观点3: 研究成果

本研究通过改变硫甲基锚定基团的连接位置，实现了在单分子水平上的光电导调控。这项成果不仅展示了在单分子水平上精确控制电荷传输的能力，还为未来的分子光电子学和纳米尺度器件的设计提供了新的思路。

关键观点4: 研究意义与应用前景

本研究的意义在于架起了宏观光导体材料与单个光响应分子之间的桥梁，对分子光电子学和纳米尺度器件中的量子输运工程具有深远影响。应用前景包括高开关比的光控分子开关、量子干涉器件以及用于传感和信息处理的纳米光电子元件。