Descrizione del progetto
Liberare nanomateriali organici 2D affinché facciano il loro dovere
Le strutture 2D approssimative su larga scala, come ad esempio un foglio di carta, non sono particolarmente entusiasmanti sebbene possano essere piuttosto utili. Un materiale 2D costituito da un singolo strato di atomi, tuttavia, è significativo dal punto di vista strutturale ed è ancora più eccezionale quando si tratta delle sue proprietà. Il progetto EMOF, finanziato dall’UE, ha sviluppato un nuovo paradigma per studiare uno dei nanomateriali organici 3D più interessanti degli ultimi vent’anni: le strutture metallorganiche, in forma bidimensionale su substrati isolanti. La nuova piattaforma ridurrà al minimo le interazioni che creano confusione quando questi materiali vengono studiati su substrati metallici, consentendo una comprensione e un controllo chiari delle loro proprietà elettroniche per una nuova generazione di dispositivi.
Obiettivo
Metal-organic frameworks (MOFs) are coordination polymers synthesized by bonding organic ligands with metals or metal clusters. Recently, exotic electronic properties have been predicted theoretically for two-dimensional (2D) MOFs, such as topological non-trivial band structure (2D organic topological insulators and so on), superconductivity, half-metallic ferromagnetism and quantum spin liquid. 2D MOFs have been synthesized on metal surfaces by following the concepts of supramolecular coordination chemistry. However, molecular adsorbates on metal surfaces interact strongly with the underlying metal substrate. Therefore, their electronic properties are drastically modified.
This project will focus on synthesizing and investigating the intrinsic exotic electronic properties of 2D MOFs on insulating, weakly interacting, and tunable gated substrates by ultra-high vacuum low-temperature Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy with non-contact Atomic Force Microscopy. In order to achieve these ambitious targets, I have divided this proposal into three work packages: 1. synthesizing 2D MOFs on inert surfaces; 2. structural and electronic characterization of 2D MOFs; 3. tuning the exotic electronic properties of 2D MOFs on gated graphene devices. The applicant and the host group have initial results on the topics discussed in this proposal and are thus in a unique position to make ground-breaking contributions in this area.
Understanding and tuning the growth and the electronic properties of MOFs will offer a versatile platform to realize topological electronics as well as different kinds of novel phenomenon in condensed matter physics. The bottom-up synthesis techniques guarantee a technological route which can easily be scaled-up to be used for applications. Longer term, the biggest impact is expected through applications of MOFs in dissipationless electronics and spintronics.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Finlandia