Descrizione del progetto
Analizzare i meccanismi delle reazioni chimiche a livello di singola molecola
I progressi compiuti nella chimica delle superfici e nelle tecniche di caratterizzazione hanno di recente permesso l’immaginografia diretta di intermedi di reazione a livello di singola molecola. Il progetto MolDAM, finanziato dall’UE, utilizzerà la microscopia a effetto tunnel per la manipolazione della carica di elettroni all’interno delle molecole e il controllo delle reazioni molecolari. Il progetto combinerà conoscenze specialistiche nella sintesi in soluzione di molecole organiche apposite, chimica delle superfici, manipolazione di atomi e tecniche di caratterizzazione di singola molecola. Si prevede che le attività del progetto riveleranno un ventaglio di percorsi di reazione innovativi trainati dalla carica lontani dall’equilibrio. Avvalendosi di impulsi ultraveloci, i ricercatori dovrebbero svelare alcuni meccanismi di trasformazione molecolare con una risoluzione senza precedenti in termini di spazio e tempo.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-SyG - Synergy grantIstituzione ospitante
8803 Rueschlikon
Svizzera