doc„Charakterystyka mieszanych struktur metalo-organicznych na
download 
Reklamacja Transkrypt
„Charakterystyka mieszanych struktur metalo-organicznych na
„Charakterystyka mieszanych struktur metalo-organicznych na ścianie (001) monokryształu krzemu i germanu” Adam Wykrota Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki Postęp technologiczny wymaga miniaturyzacji urządzeń elektronicznych do poziomu, na którym tradycyjna technologia krzemowa zawodzi. W przemyśle nanoelektronicznym wykorzystuje się monokrystaliczne podłoża krzemowe dla których opanowana została technologia wytwarzania. Z uwagi na ciekawe właściwości fizyczne (ruchliwość nośników, przerwa energetyczna) coraz większą uwagę poświęca się podłożom germanowym (to właśnie z tego materiału została skonstruowana pierwsza dioda). Urządzenia oparte o technologię germanowa powinny cechować się między innymi niższymi napięciami sterującymi i szybszym czasem reakcji. W mojej pracy doktorskiej badam procesy izomeryzacji pojedynczych molekuł, pochodnych benzenu, zaadsorbowanych na, technologicznie istotnej, powierzchni germanu Ge(100). Powinno to przyczynić się do zbudowania przełącznika nanoelektronicznego bazującego na pojedynczej molekule - przełącznik molekularny. Przełącznik taki stanowi wiec podstawowy element nanoelektroniczny. Musi on posiadać minimum dwa trwałe stany, między którymi można go odwracalnie i powtarzalnie przełączać, wykorzystując pojedynczy impuls promieniowania elektromagnetycznego lub wykorzystując inny czynnik pochodzenia termicznego bądź mechanicznego. Stany te muszą być stabilne długoczasowo oraz wyraźnie różnić się mierzalnymi właściwościami fizykochemicznymi np. przewodnictwem. Moje podejście pokrywa się z najnowszymi trendami w nanotechnologii tj. sfunkcjonalizowanie podłoży metalicznych i półprzewodnikowych tak zwanymi „przełącznikami molekularnymi” (ang. molecular switches). Mogą one pozwolić wytwarzanie uproszczonego modelu „oka” jako elementu na światłoczułego, nadrzędnego modułu sterowania w robotyce. Molekuły benzenu i jego pochodnych wydają się być idealnymi kandydatami na prototypowe przełączniki molekularne, ponieważ ich fotoizomeryzacja w fazie gazowej jest jednym z najlepiej poznanych i rozumianych procesów Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego indukowanych promieniowaniem elektromagnetycznym. Jednocześnie spełniają one ww. warunki oczekiwane od przełączników. W zastosowaniu takich przełączników w nanoelektronice niezmiernie istotnym jest określenie interakcji tych molekuł z podłożem oraz ich procesu przełączania, co stanowi głowną część mojej pracy doktorskiej. Skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) jest techniką umożliwiającą zarówno obrazowanie pojedynczych cząsteczek, ich modyfikację lub wzbudzanie za pomocą nieelastycznie tunelujących elektronów wykorzystując precyzyjnie adresowane impulsy napięciowe. STM pozwala na płynną kontrole efektów tych modyfikacji zarówno pod względem geometrycznym, jak i chemicznym, dlatego też w konstrukcji i aplikacji urządzeń nanomoletronicznych bazę wyjściową stanowią badania podstawowe. Jako, że konformacje powierzcniowe molekuł ulegają zmianie, można potwierdzić topograficznie efekt przełączenia (izomeryzacji) molekuły (rysunek 1). Prezentowane w mojej pracy wybrane wyniki dotyczące reakcje izomeryzacji 1,3dichlorobenzenu zaadsorbowanego na powierzchni germanu Ge(100) zostaną zestawione z danymi dostępnymi w literaturze dotyczącymi reakcji tej molekuły zaadsorbowanej na powierzchni złota, Au(111). Podstawowa różnica między tymi podłożami polega na znacznie większej reaktywności chemicznej w przypadku półprzewdonika. Wytworzenie stabilnego przełącznika pozwoli na zintegrowanie technologii półprzewdonikowej z przełącznikami molekularnymi o rozmiarach w skali nanometrowej – konstrukcja unikalnie małego detektora sygnałów elektromagnetycznych. Z porównania można będzie wnioskować o wpływie podłoża na możliwości przełączania molekuł. Zabieg taki pozwoli na jeszcze lepsze opracowanie i dobieranie odpowiednich molekuł do dalszych prac nad przełącznikami molekularnymi na innych podłożach, a przede wszystkim półprzewodnikowych. 7.0Å 7.0Å 7.0Å Rys. 1. Seria trzech kolejnych obrazów STM przełącznika molekularnego w różnych formach na powierzchni Ge(100). W celu wywołania reakcji stosowano metodę nieelastycznie tunelujących elektronów. (Autor: A. Wykrota) Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
