Characterization of a Perylenediimide Self-Assembled Monolayer on Indium Tin Oxide Electrodes Using Electrochemical Impedance Spectroscopy
Source abstract
Abstract
Self-assembled monolayers (SAMs) of N,N ′-bis(2-phosphonoethyl)-3,4,9,10-perylenediimide (PPDI), a perylene dye substituted with phosphonic acid groups, were deposited on indium tin oxide (ITO) substrates. Dye deposition was confirmed by UV–visible absorption spectroscopy and by electrochemical methods. Electrochemical characterization of the SAM was performed using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Two reversible redox waves were observed by CV for the PPDI monolayer, corresponding to E 1/2 = −0.49 V (radical anion formation) and E 1/2 = −0.90 V (dianion formation). The effect of applied bias on the EIS response was studied, comparing a region where PPDI was not reduced (applied bias = 0 V) with a region within the redox window of the imide (applied bias = −0.6 V). The EIS results were analyzed using either impedance (Nyquist and Bode) or capacitance (Cole–Cole) diagrams. Capacitance plots were shown to be by far more sensitive to study the faradaic activity of the SAM, allowing the determination of both the pseudocapacitance ( C pc ) for charging the monolayer and the heterogeneous electron transfer rate constant ( k et ) from the electrode to the SAM. A molecular coverage of 7 × 10 –11 mol/cm 2 was calculated for the SAM from the pseudocapacitance. A value of k et = 41 s –1 was obtained, consistent with literature data for similar systems.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Conducting polymers and applications · Molecular Junctions and Nanostructures · Electrochemical Analysis and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, 09210-580 Santo André, São Paulo, Brazil
Funding
São Paulo Research Foundation
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