We report a combined experimental (C-AFM and SThM) and theoretical (DFT) study of the thermoelectric properties of molecular junctions made of self-assembled monolayers on Au of thiolated benzothieno-benzothiophene (BTBT) and alkylated BTBT derivatives (C8-BTBT-C8). We measure the thermal conductance per molecule at 15 and 8.8 pW/K, respectively, among the lowest values for molecular junctions so far reported (10–50 pW/K). The lower thermal conductance for C₈-BTBT-C₈ is consistent with two interfacial thermal resistances introduced by the alkyl chains, which reduce the phononic thermal transport in the molecular junction. The Seebeck coefficients are 36 and 245 μV/K, respectively, the latter due to the weak coupling of the core BTBT with the electrodes. We deduce a thermoelectric figure of merit ZT up to ≈10^–4 for the BTBT molecular junctions at 300 K, on a par with the values reported for archetype molecular junctions (oligo(phenylene ethynylene) derivatives).

中文翻译：

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分子结中苯并噻吩-苯并噻吩自组装单分子层的热电性能


我们报道了硫醇化苯并噻噻基-苯并噻吩 （BTBT） 和烷基化 BTBT 衍生物 （C8-BTBT-C8） 的自组装单层在 Au 上由自组装单层制成的分子结的热电特性的实验 （C-AFM 和 SThM） 和理论 （DFT） 的联合研究。我们分别在 15 和 8.8 pW/K 处测量每个分子的热导率，这是迄今为止报道的分子结的最低值 （10-50 pW/K）。C 8-BTBT-C ₈ 的较低热导率与烷基链引入的两个界面热阻一致，这减少了分子结中的声子热传递。塞贝克系数分别为 36 和 245 μV/K，后者是由于磁芯 BTBT 与电极的弱耦合。我们推断出 300 K 时 BTBT 分子连接高达 ≈^10-4 的热电品质因数 ZT，与原型分子连接（寡（苯乙烯乙炔）衍生物）报告的值相当。