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Modular electroactive nanopore architectures with atomic precision

Projektbeschreibung

Graphen-Nanoarchitekturen für Fortschritte in der Quantenelektronik

Materie auf atomarer Ebene zu manipulieren ist seit langem sowohl ein wissenschaftliches Bestreben als auch eine gewaltige Herausforderung. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahme unterstützte Projekt MORPHEUS möchte einen neuartigen Ansatz zur Herstellung fortschrittlicher, auf Graphen basierender Nanoarchitekturen – bekannt als elektroaktives nanoporöses Graphen – entwickeln. Bei dieser innovativen Methode werden schmale Graphenstreifen mithilfe speziell entwickelter molekularer Brücken verbunden. Diese Brücken können elektronische Signale dynamisch aktivieren oder unterdrücken, wodurch sie eine präzise Steuerung auf Quantenebene ermöglichen. Die dabei entstehenden Strukturen könnten sich als hochempfindliche und selektive Gassensoren erweisen, die selbst Spurenmengen spezifischer Moleküle nachweisen können. Durch die Untersuchung des elektronischen Transportverhaltens in diesen künstlich hergestellten Materialien will MORPHEUS neue Möglichkeiten im Bereich Graphen-basierter Quantensensoren und elektronischer Geräte der nächsten Generation eröffnen.

Ziel

MORPHEUS aims to advance the field of 2D carbon technology through the synthesis and characterization of electroactive nanoporous graphene (e-NPG). The project will utilize on-surface synthesis (OSS) to create complex graphene nanoarchitectures with atomic precision, via a 2-step OSS approach. This involves laterally interconnecting graphene nanoribbons (GNRs) using electroactive bridges that enable pore functionalization. These electroactive bridges will act as electrochemical gates through redox reactions, switching on/off the quantum electronic transport between GNRs, leading to the development of highly sensitive and selective chemical sensors.
The key objectives of MORPHEUS are:
- Atomically-precise synthesis of e-NPG with homogeneous nanometer-sized pores by interconnecting graphene nanoribbons (GNRs) with electroactive molecular bridges.
- Controlling activation and deactivation of these bridges through site-specific redox reactions.
- Characterizing the gas-sensitive electronic transport properties of e-NPG-based field-effect transistors (FETs).
The innovative use of OSS for lateral interconnection of GNRs and the incorporation of electroactive bridges aims to achieve unprecedented control over electronic properties and device functionality. The project will be evaluated using mainly scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) and FET device performance measurements in the presence of different gases. This research is expected to provide new insights into quantum electronic transport in complex graphene nanoarchitectures and their potential use in quantum sensing, thus contributing to the expansion of atomically precise carbon-based materials in the Spanish research community, where the researcher plans to establish herself in the future.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Netto-EU-Beitrag
€ 194 074,56
Adresse
AVENIDA DE LOS CASTROS SN
39005 SANTANDER
Spanien
Region
Noroeste Cantabria Cantabria
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten