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Nanoscale-enhanced Spectroscopies in Electrochemically-Gated Single-Molecule Devices

Projektbeschreibung

Molekülverhalten an Elektrodengrenzflächen

Die Molekularelektronik beschäftigt sich mit dem Studium und der Anwendung molekularer Bausteine zur Herstellung elektronischer Bauelemente. Mehr Wissen darüber, was an den Molekülgrenzflächen zur makroskopischen Welt vor sich geht, wird neue Hochleistungsbauelemente hervorbringen. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt TECh-MoDE wird die erste Hybridplattform entwickeln, mit der die spektroelektrochemischen Eigenschaften an einem Molekülübergang nachgewiesen werden können. Diese duale Plattform wird auf einem Rastertunnelmikroskop mit Bruchkontakt und spitzenverstärkter Raman-Spektroskopie basieren. Sie wird es der Forschergruppe ermöglichen, den strukturellen Reichtum an supramolekularen Übergängen und die elektrochemischen Gating-Effekte von Einzelmoleküldrähten aus Redoxmolekülen zu untersuchen. Anhand der Ergebnisse wird das Forscherteam Molekül-/Elektrodengrenzflächen entwerfen können, welche die Effizienz elektronischer Bauelemente verbessern werden.

Ziel

To push forward Molecular Electronics, a complete understanding of the nanoscale molecule/electrode interface is a must, since the interactions, structure and electronic characteristics of such interfaces define their physicochemical properties, thus their functionalities. This knowhow will enable exploiting these interfaces as the building blocks for the next generation of high performance and sustainable electronic devices. With the aim to decipher the abovementioned big unknowns, TECh-MoDE will develop the first hybrid platform with spectro-electrochemical detection capabilities of individual molecules under ambient conditions: the EC-TERS/Blinking, which will be based in the communion of two platforms: first, the Scanning Tunneling Microscope Break-Junction will allow to capture the tunnelling current through an individual bridged molecule between two electrodes of Tunneling nanoscale gap, enabling the electrical signatures of a single-molecule electrical contact. Second, the TERS, a high ultrasensitive non-destructive spectroscopic method, will provide spectroscopic features of the trapped molecule under strict electrochemical control. The single-molecule nature of this new platform provides a detailed insight into the molecular junction structure by simultaneously capturing current flow and vibrational spectra during the spontaneous formation of a molecular junction. This state-of-the-art dual-platform will allow to study, for the first time, the evolution of spectro-electrochemical characteristics in a molecular junction. This novel platform will be then exploited to explore several key structural aspects that remain unknown during the formation of single-molecule electrical contacts: (1) the observed multiple contact configurations in most common covalent anchoring chemistry, (2) the structural richness in supramolecular junctions and (3) the electrochemical gating effects of single-molecule wires of redox (bio)molecules.

Koordinator

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Netto-EU-Beitrag
€ 174 806,40
Adresse
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 Munchen
Deutschland

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Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 174 806,40