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Molecular Magnetic Materials Based on Nanographenes: Controllable Synthesis and Characterization

Projektbeschreibung

Graphenbasierte molekulare Spintronik bietet Hoffnung für Quantencomputer

Molekulare Spintronik ist ein neuer Teilbereich der Spintronik, der von Errungenschaften in molekularer Elektronik und molekularem Magnetismus profitiert. Sie zielt auf den ultimativen Schritt zur Miniaturisierung der Spintronik ab, indem versucht wird, die Spin-Zustände einzelner Moleküle zu kontrollieren. Jüngste Forschungen haben gezeigt, dass Nanographene in sehr spezifischen Formen (mit spintragenden Zentren) magnetische Eigenschaften aufweisen, die molekulare Spintronik-Anwendungen ermöglichen könnten. Die Kontrolle der Struktur von Nanographenen auf atomarer Ebene ist von entscheidender Bedeutung, damit sie die gewünschten Funktionen ausführen können. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MolecularMAGNET sollen mit einem von unten ausgehenden synthetischen Ansatz Nanographene funktionalisiert sowie untersucht werden, wie sich ihre Größe und Konfiguration auf das Spin-Verhalten auswirkt. Das Projekt wird auch weitere Hinweise zu dem intrinsischen Spin-Injektionsmechanismus in molekularen magnetischen Materialien auf Basis von Nanographenen erbringen.

Ziel

Molecular magnets based molecular spintronics, in which properties of bulk magnetic materials and molecular quantum effects coexist, have received a lot of attention, with potential applications in molecular spin detection and manipulation for information storage and the realization of spin qubits for quantum computing. But, the field has been struggling with limited candidates, and there is a constant searching for new materials. Recently, nanographenes, including graphene molecules (GMs) and graphene nanoribbons (GNRs) have displayed great potential in the application of electronics. The combination of nanographene with spin-bearing centers has been proved to be an effective way to construct novel molecular magnetic materials. However, to achieve reliable structure-property correlations and desired functions, control of the nanographene structure at the atomic level is required. This goal can be realized through bottom-up syntheses starting with rationally designed molecular precursors.
The primary objective of this project is using bottom-up synthetic approach to efficiently realize radical functionalized GMs and GNRs with defined structures, to systematically investigate the impact of their size and configuration on the behaviour of spin (multidisciplinary), and finally to reveal the intrinsic mechanism of spin-injection and interaction in molecular magnetic materials based on nanographenes (interdisciplinary).
This project will create an excellent opportunity for me to build upon my own expertise in bottom-up synthesis of graphene molecules possessing atomically precise structures with the Prof. Bogani group’s experience in the research of magnetic and electronic properties of nanocarbon materials.

Koordinator

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Netto-EU-Beitrag
€ 212 933,76
Adresse
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich

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Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 212 933,76