Ge(001) before and after gold evaporation and annealing
Kernel of the 4-probe microscope (left), crushed tip on Si surface (middle), two STM tips over gold structures on Ge(001) surface

Project supported by the Polish Ministry of Science and Higher Education under the polish title:

Obrazowanie „orbitali molekularnych” i inżynieria stanów kwantowych molekuł organicznych na powierzchniach krystalicznych z przerwą wzbronioną

contract number: 0322/IP3/2013/72 for years 06.2013-06.2015

Właściwości molekuł organicznych na powierzchniach krystalicznych są w ostatnich latach obiektem rosnącego zainteresowania z uwagi na mnogość potencjalnych zastosowań, w których odgrywają one kluczową rolę. Wśród możliwych aplikacji układów molekularnych wykorzystanie ich w przyszłościowych urządzeniach liczących działających w oparciu o nowe technologie, a także zastosowania w optoelektronice w sensybilizowanych molekułami ogniwach słonecznych wydają się być jednymi z najbardziej obiecujących. Rozwój wspomnianych dziedzin wymaga oczywiście dogłębnego zbadania nie tylko zachowania molekuł na powierzchniach, ale przede wszystkim ich struktury elektronowej i możliwości manipulowania tą strukturą. Co więcej, w większości przypadków konieczne jest stosowanie półprzewodnikowych powierzchni jako podłoży pod epitaksję molekuł. Tymczasem przeważająca cześć badań związanych z molekułami na powierzchniach prowadzona była dotychczas na podłożach metalicznych. Przyczyny takiego stanu rz eczy upatrywać można w daleko posuniętej znajomością technik przygotowania atomowo czystych powierzchni metalicznych i sposobów ich obrazowania przy użyciu mikroskopów bliskich oddziaływań. Eksperymenty związane z organizacją nanostrukur i geometrią adsorbujących molekuł prowadzone na powierzchniach półprzewodnikowych należą do zdecydowanej mniejszości, zaś badań lokalnej struktury elektronowej takich obiektów technikami spektroskopii prądu tunelowego praktycznie dotychczas w ogóle nie prowadzono. Ponieważ właściwości elektronowe nanostruktur molekularnych i pojedynczych molekuł na powierzchniach półprzewodnikowych mają kluczowe znaczenie dla możliwości wykorzystania molekuł w przyszłościowych urządzeniach liczących i optoelektronice, w projekcie planuje się prowadzić badania struktury elektronowej dla układów molekuł zaadsorbowanych na podłożach ditlenku tytanu będącego szeroko wykorzystywanym materiałem m. in. w ogniwach słonecznych. Eksperymenty pozwolą opisać sposoby oddz iaływania molekuł z powierzchnią i określić wpływ tego oddziaływania na strukturę elektronową. Tworzenie większych struktur molekularnych umożliwi zbadanie znaczenia oddziaływań występujących pomiędzy molekułami na właściwości elektronowe i pozwoli na zbadanie możliwości zastosowania w aplikacjach m. in. optoelektronicznych. Ponadto prowadzone będą prace badające stopień odizolowania molekuł od wpływu podłoża na pasywowanych powierzchniach półprzewodnikowych germanu lub krzemu, które pozwolą nakreślić możliwości zastosowania takich układów w urządzeniach logicznych opartych na koncepcjach elektroniki monomolekularnej. Dodatkowo dzięki osiągniętej już możliwości kontrolowanego kreowania defektów struktury powierzchni zbudowanych z niewysyconych wiązań powierzchniowych atomów półprzewodnika zbadane zostanie ich oddziaływanie z molekułami oraz wpływ na strukturę elektronową molekuł, a także przeanalizowane zostaną możliwości manipulowania strukturą elektronową. Interpretacja pro wadzonych pomiarów wsparta będzie symulacjami teoretycznymi badanych układów. Prowadzone prace przyczynią się do rozwoju stanu wiedzy na temat właściwości elektronowych dużych molekuł organicznych na powierzchniach półprzewodników pasywowanych wodorem oraz powierzchniach z szeroką przerwą wzbronioną.

joomla template 1.6