Οι ερευνητές εξηγούν πώς συνδέονται τα οργανικά μόρια σε επιφάνειες ημιαγωγών
χημειορρόφηση περιλαμβάνει το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ του οργανικού μορίου και της επιφάνειας ημιαγωγού. Αυτός ο τύπος συγκόλλησης είναι τυπικά ισχυρός και οδηγεί σε σταθερή διεπαφή. Η χημειορρόφηση μπορεί να εμφανιστεί όταν το οργανικό μόριο έχει λειτουργικές ομάδες που μπορούν να αντιδράσουν με την επιφάνεια του ημιαγωγού, όπως οι ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) ή καρβοξυλίου (-COOH). Για παράδειγμα, όταν ένα οργανικό μόριο που έχει τερματιστεί με υδροξυλικό όριο έρχεται σε επαφή με μια επιφάνεια ημιαγωγού, η υδροξυλομάδα μπορεί να αντιδράσει με την επιφάνεια για να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό, με αποτέλεσμα την χημειοψανοποίηση του οργανικού μορίου στην επιφάνεια του ημιαγωγού.
Φυσική απορρόφηση Περιλαμβάνει την προσρόφηση οργανικών μορίων στην επιφάνεια του ημιαγωγού μέσω αδύναμων δυνάμεων Van der Waals. Αυτός ο τύπος συγκόλλησης είναι τυπικά ασθενέστερος από την χημειορρόφηση και μπορεί να διαταραχθεί από θερμότητα ή διαλύτες. Η φυσική απορρόφηση μπορεί να εμφανιστεί όταν το οργανικό μόριο έχει μεγάλο μοριακό βάρος ή υψηλή επιφάνεια, η οποία αυξάνει τον αριθμό των αλληλεπιδράσεων van der Waals μεταξύ του μορίου και της επιφάνειας. Για παράδειγμα, ένα μόριο υδρογονανθράκων μακράς αλυσίδας μπορεί να φυσιοθερμηρά σε μια επιφάνεια ημιαγωγού μέσω αλληλεπιδράσεων van der Waals μεταξύ της αλυσίδας υδρογονανθράκων και της επιφάνειας.
δεσμός υδρογόνου περιλαμβάνει το σχηματισμό δεσμών υδρογόνου μεταξύ του οργανικού μορίου και της επιφάνειας ημιαγωγού. Αυτός ο τύπος συγκόλλησης είναι τυπικά ασθενέστερος από την χημειορρόφηση αλλά ισχυρότερη από τη φυσική απορρόφηση. Η δέσμευση υδρογόνου μπορεί να εμφανιστεί όταν το οργανικό μόριο έχει άτομα υδρογόνου που μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με ηλεκτροαρνητικά άτομα στην επιφάνεια του ημιαγωγού, όπως τα άτομα οξυγόνου ή αζώτου. Για παράδειγμα, ένα οργανικό μόριο που έχει τερματιστεί με αμίνη μπορεί να δεσμεύσει υδρογόνο σε επιφάνεια ημιαγωγού μέσω δεσμών υδρογόνου μεταξύ της ομάδας αμίνης και των ατόμων οξυγόνου επιφάνειας.
Ο τύπος σύνδεσης που συμβαίνει μεταξύ ενός οργανικού μορίου και μιας επιφάνειας ημιαγωγού εξαρτάται από τις χημικές ιδιότητες τόσο του μορίου όσο και της επιφάνειας. Ορισμένα οργανικά μόρια μπορεί να δεσμεύονται σε μια συγκεκριμένη επιφάνεια ημιαγωγού μέσω της χημειορρόφησης, ενώ άλλα μπορεί να δεσμεύονται μέσω της συσσώρευσης ή της δέσμευσης υδρογόνου. Η αντοχή της σύνδεσης μεταξύ του οργανικού μορίου και της επιφάνειας ημιαγωγού εξαρτάται επίσης από τον συγκεκριμένο μηχανισμό δέσμευσης και τις επιφανειακές συνθήκες.
