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Two-tip STM conductance characteristics of individual planar graphene nanoribbon

Descrizione del progetto

Analisi delle proprietà di conduttanza elettronica dei nanonastri di grafene

I nanonastri di grafene, composti da strisce strette a 1 dimensione con larghezze nella gamma dei nanometri, rappresentano degli elementi costitutivi promettenti per l’ambito della nanoelettronica. Ottenere informazioni elettroniche dettagliate, tra cui il loro trasporto di carica intrinseca, è fondamentale per valutare i candidati migliori per l’impiego in dispositivi elettronici ad alte prestazioni. Il progetto GNR CONDUCTANCE, finanziato dall’UE, prevede di misurare la conduttanza dei singoli nanonastri di grafene nella configurazione planare laterale utilizzando la microscopia a scansione per effetto tunnel (STM, Scanning Tunneling Microscopy) a punte multiple. In particolare, il progetto esaminerà i nanonastri di grafene di circa 1-2 nm di larghezza e 20-100 nm di lunghezza, sintetizzati su un substrato in oro. Al fine di eseguire misurazioni precise, si presterà particolare attenzione sul garantire che le punte STM instaurino dei contatti stabili con i nanonastri di grafene. Per separare elettricamente i nanonastri di grafene dal substrato in oro, il progetto utilizzerà strati intermedi ultrasottili isolanti in NaCl.

Obiettivo

I will explore intrinsic charge conductance characterization of electrically decoupled individual graphene nanoribbon (GNR) in the lateral planar configuration by using two-tip scanning tunneling microscopy (STM) approach. For this purpose, on-surface synthesized GNRs of width ~1-2 nm and length <20-100 nm on metallic Au (111) surface will be considered. A unique two-tip STM microscope, which has been standardized at the host’s lab (in CEMES-CNRS), will be used for its excellent vertical (z) stability (Δz <2 pm) of piezo scanners to control the tip-to-GNR contacts. With ultimate precision, the proposed approach reserves atomic cleanliness under ultrahigh vacuum (UHV) starting from on-surface GNR synthesis on metallic Au(111) surface till the end of two-tip STM conductance characterization. We will use intermediate atomic thin layers of insulating gap sodium chloride (NaCl) to electrically decouple GNR from the Au(111) surface during charge conductance measurements with electrically disconnected substrate (floating substrate potential). We focus on the fundamental challenges associated with the two-tip charge conductance measurements of GNR, notably, establishment of stable STM tip point contacts to the GNR. Indeed, different types of contact configurations are expected depending on the tip-to-GNR distance, such as tunneling, van der Waals, chemical and mechanical, which can be monitored by recording the jump-to-contact characteristics (tunneling current vs tip height (I-z) spectra). Conductance characteristics of GNR are investigated in tip-to-tip configuration through planar GNR, which include current-voltage (I-V), voltage dependent resistance R(V), conductance G = I/V, differential conductance (dI/dV), current decay with tip-to-GNR distance (dI/dz), etc. Overall, we are determined to provide an atomic clean approach to explore the conductance characteristics of molecular GNR (width ~1-2 nm and length <20-100 nm).

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 196 707,84
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 196 707,84