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分子尺度上的电荷传输与能量存储:从纳米电子学到电化学传感

Charge transport and energy storage at the molecular scale: from nanoelectronics to electrochemical sensing.

作者信息

Bueno Paulo R, Davis Jason J

机构信息

Institute of Chemistry, Univ. Estadual Paulista (São Paulo State University), UNESP, CP 355, 14800-900, Araraquara, São Paulo, Brazil.

出版信息

Chem Soc Rev. 2020 Nov 7;49(21):7505-7515. doi: 10.1039/c9cs00213h. Epub 2020 Oct 7.

DOI:10.1039/c9cs00213h
PMID:33025959
Abstract

This tutorial review considers how the fundamental quantized properties associated with charge transport and storage, particularly in molecular films, are linked in a manner that spans nanoscale electronics, electrochemistry, redox switching, and derived nanoscale sensing. Through this analysis, and by considering the basic principles of chemical reactivity, we show that 'dry' electronic and 'wet' electrochemical characteristics align within a generalized theoretical capacitative framework that connects charge conductance and electron transfer rate. Finally, we discuss the application of these joint theoretical concepts to key developments in nanosensors.

摘要

本教程综述探讨了与电荷传输和存储相关的基本量子化特性是如何以一种跨越纳米级电子学、电化学、氧化还原开关及衍生的纳米级传感的方式联系起来的,特别是在分子薄膜中。通过这种分析,并考虑化学反应性的基本原理,我们表明,“干”电子特性和“湿”电化学特性在一个连接电荷电导和电子转移速率的广义理论电容框架内是一致的。最后,我们讨论了这些联合理论概念在纳米传感器关键发展中的应用。

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