Descripción del proyecto
La electrónica molecular salta, salta y salta sin parar
Cuando uno quiere cruzar una carretera ajetreada llena de coches, una forma sencilla de hacerlo es utilizar un túnel subterráneo. La tunelización cuántica es una representación del mismo concepto para los electrones. La electrónica orgánica de escala molecular ha estado utilizando la tunelización en un solo paso cada vez más. La tunelización cuántica se produce a causa de la naturaleza de onda de los electrones y al hecho de que, cuando la onda de un electrón choca con una barrera, no se detiene súbitamente, sino que, en su lugar, se extiende en cierta medida, de tal modo que existe una probabilidad de que algunos electrones vayan a parar al otro lado. Sin embargo, no se ha aprovechado la posibilidad de que se produzca un efecto túnel en varios pasos, o que los electrones vayan «saltando» como sucede en la fotosíntesis. El proyecto HOPELEC, financiado con fondos europeos, estudia los procesos de salto en la electrónica de escala molecular con el fin de explicar nuevos mecanismos de dispositivos de escala molecular y mejorar nuestros conocimientos en ciencias biológicas y de materiales.
Objetivo
With feature sizes of integrated circuits rapidly approaching molecular length scales, historical motivations to pursue the use of individual molecules in electronic circuits can no longer be justified based on their size alone. Instead, the focus has shifted towards the identification and exploitation of unusual transport phenomena unique to molecular materials (dominated by quantum mechanics) which can complement or supplant current silicon-based technologies. With the large majority of previous studies centered around the study of organic, redox-inactive molecules - typically transporting charge via single-step tunnelling processes - investigations of analogous systems that explicitly involve multi-step tunnelling, or ‘hopping’, behaviour are comparatively rare. In this project I propose to systematically study hopping processes in molecular-scale electronics (HOPELEC), with two primary objectives: (i) to construct the first single-molecule current oscillator; and (ii) probe under-explored current rectification mechanisms for single-molecule diodes. This highly interdisciplinary research area will involve the synthesis of new multi-site redox-active metal complexes capable of binding between nanoscale electrodes. Transport through these systems will be studied both at the single-molecule level using the scanning tunnelling microscope-based break junction technique, and in large area measurements using the eutectic Ga−In method. This work will expose new molecular-scale device mechanisms at the intersection of Marcus and Landauer theories, and contribute to our understanding of related processes in biology and materials science. Project results will be actively promoted through Outreach workshops on electronics/computation (translated also to YouTube). The extensive training, enhanced international profile, networks, and new experiences provided by this Fellowship will function as a 'springboard' in propelling me from Ph.D. student to independent research scholar.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
9712CP Groningen
Países Bajos