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Modular electroactive nanopore architectures with atomic precision

Descrizione del progetto

Avanzamento dell’ingegneria elettronica su scala quantistica con nanoarchitetture di grafene

Manipolare la materia su scala atomica è da tempo un’aspirazione della scienza e una grande sfida. Supportato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MORPHEUS si propone di sperimentare un nuovo approccio alla fabbricazione di nanoarchitetture avanzate basate sul grafene, note come grafene nanoporoso elettroattivo. Questo metodo innovativo prevede il collegamento di sottili strisce di grafene mediante ponti molecolari progettati appositamente. Tali ponti possono attivare o sopprimere dinamicamente i segnali elettronici, consentendo un controllo preciso su scala quantistica. Le strutture risultanti saranno studiate come sensori di gas altamente sensibili e selettivi, in grado di rilevare anche tracce di molecole specifiche. Studiando il comportamento del trasporto elettronico all’interno di questi materiali ingegnerizzati, MORPHEUS vuole aprire la strada a nuove frontiere nei sensori quantistici basati sul grafene e nei dispositivi elettronici di nuova generazione.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Contributo netto dell'UE
€ 194 074,56
Indirizzo
AVENIDA DE LOS CASTROS SN
39005 SANTANDER
Spagna
Regione
Noroeste Cantabria Cantabria
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato