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Single Molecular Devices by Atomic Manipulation

Descripción del proyecto

Estudio de los mecanismos de reacción química a nivel de molécula única

Los progresos en la química de superficies y las técnicas de caracterización han permitido recientemente obtener imágenes directas de los intermediarios de la reacción a nivel de molécula única. El equipo del proyecto MolDAM, financiado con fondos europeos, utilizará la microscopía de efecto túnel para manipular la carga de los electrones dentro de las moléculas y controlar las reacciones moleculares. En el proyecto se combinarán conocimientos técnicos de la síntesis en solución de moléculas orgánicas específicas, la química de superficies, la manipulación de átomos y las técnicas de caracterización de molécula única. Se espera que el trabajo del proyecto revele una gran cantidad de nuevas vías de reacción impulsadas por la carga y alejadas del equilibrio. Mediante el uso de pulsos ultrarrápidos, los investigadores desentrañarán los mecanismos de transformación molecular con una resolución espaciotemporal sin precedentes.

Objetivo

Breakthroughs in on-surface chemistry and characterization techniques have recently enabled the creation of novel molecules and the direct imaging of reaction intermediates at the single molecule level. Here, by employing the novel concepts of charge manipulation within molecules and coherent control of reactions by lightwave scanning tunnelling microscopy, we will bring the control and resolution of chemical reactions to an unparalleled level. We will combine our expertise in solution synthesis of dedicated organic molecules, on-surface chemistry, atomic manipulation and single-molecule characterization with ultimate resolution in space and time. The combination of on-surface chemistry with charge-state control, possible by working on insulating supports, will unlock a plethora of novel charge-driven reaction pathways far from equilibrium. Employing ultrafast pulses, we will resolve chemical reactions with unprecedented resolution in the space and time domain step-by step unravelling the mechanisms of relevant molecular transformations. We will discover and characterize novel on-surface reactions, elusive molecules, intermediates and transition states and fabricate molecular machines and complex molecular networks with engineered topologically protected band structures.
Charge control within molecular devices on insulating supports will allow us to study electron transfer, carrier generation and recombination, redox-reactions and electroluminescence at the molecular level. Novel molecular machines will be directed by controlling single-electron charges within the device. Logic functions based on single-electron transfer will be implemented in molecular networks. Controlling and investigating these atomically defined devices on their intrinsic length and time scales will revolutionize our fundamental understanding of the molecular world with impact on fields as diverse as chemical synthesis, light harvesting, molecular machinery and computing.

Régimen de financiación

ERC-SyG - Synergy grant

Institución de acogida

IBM RESEARCH GMBH
Aportación neta de la UEn
€ 3 509 625,00
Dirección
SAEUMERSTRASSE 4
8803 Rueschlikon
Suiza

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Región
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo de actividad
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Enlaces
Coste total
€ 3 509 625,00

Beneficiarios (3)