Bằng cách sử dụng quá trình tự lắp ráp trên các nguyên tử phẳng, các chất nền trong suốt, nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Munich (TUM) đã thiết kế thành công trật tự mạng lưới các lớp nguyên tử đơn có các phản ứng quang học. Phát hiện này mở ra tiềm năng lớn cho việc chế tạo các thiết bị quang điện bằng phương pháp chế tạo từ dưới lên từ các nguyên tử.

Mới đây, các nhà nghiên cứu khoa Vật lý và Hóa học tại trường đại học TUM, Viện nghiên cứu vật liệu Polyme Max-Panck (Đức) và Đại học Strasbourg (Pháp) đã biến đổi thành công các phân tử chất mầu (dye molecules) ở mức độ mà có thể cho phép chúng có thể dùng các khối kiến tạo của các mạng lưới phân tử tự lắp ráp. Bên trên các bề mặt phẳng nguyên tử của graphene phủ chất nền kim cương, các phân tử tự lắp ráp thành cấu trúc đích (target architecture) ở mức độ giống với các protein và công nghệ nano. Sức mạnh thúc đẩy duy nhất xuất phát từ sự tương tác siêu phân tử được tạo ra thông qua các liên kết hydro. Đúng như mong đợi, mạng lưới phân tử đã tạo ra một dòng quang điện khi được lộ sáng.

Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể mở rộng cấu hình thiết bị và xác định các phản ứng quang điện ở điều kiện tiêu chuẩn. Việc thêm vào chất màu tự lắp ráp giữa các chùm của các điện cực hai chiều giống graphene sẽ mở ra khả năng gia tăng dễ dàng các phần tử quang điện tử đơn lớp có hiệu suất cao.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các phân tử terrylene-dimide giống như các chất mầu quang hoạt. Mạng lưới này được hình thành khi các phân tử terrylene dài liên kết với melamine hóa trị ba. Bằng cách chọn các nhóm phụ tương thích cho các phân tử terrylene dimide từ đó sẽ xác định được cấu trúc nào có thể hình thành.