Elektron transzport molekuláris nanostruktúrákban  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
76010
típus K
Vezető kutató Halbritter András
magyar cím Elektron transzport molekuláris nanostruktúrákban
Angol cím Electron transport in molecular nanostructures
magyar kulcsszavak nanofizika, nanokontaktus, molekuláris elektronika
angol kulcsszavak nanophysics, nanocontacts, molecular electronics
megadott besorolás
Fizika (Matematikai, Fizikai, Kémiai és Mérnöki Tudományok)100 %
Ortelius tudományág: Elektronikus, mágneses és szupravezető tulajdonságok
zsűri Fizika
Kutatóhely Fizika Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
résztvevők Csonka Szabolcs
Makk Péter
projekt kezdete 2009-01-01
projekt vége 2011-12-31
aktuális összeg (MFt) 9.996
FTE (kutatóév egyenérték) 3.92
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Mindennapokban használható molekuláris elektronikai eszközök építésének elengedhetelen feltétele, hogy megbízható minősítési módszereket fejlesszünk ki molekuláris nanokontaktusok vizsgálatára. Legtöbb esetben a molekuláris nanokontaktus nem “látható” mikroszkópiai módszerekkel, minden információt az elektronikai tulajdonságok alapján nyerünk.

A pályázat keretében jól definiált molekuláris nanokontaktusok létrehozását és részletes minősítését tervezzük. A vizsgálatok elsősorban szupravezető subgap struktúra méréseken, inelasztikus gerjesztések pont-kontaktus spektroszkópiáján, és a molekulákat kontaktáló elektródák távolságának finom hangolásán alapulnak. Az eredményeket közreműködő elméleti csoportok ab initio számításai alapján elemezzük.

A saját tervezésű Mechanikusan Szabályozható Törőkontaktus berendezés egy kiváló eszköz molekuláris nanokontaktusok vizsgálatára, elsősorban kiemelkedő stabilitása, és az alkalmazható mérési módszerek széles palettája miatt. Egy korábbi munkájukban a pályázók elsőként alkalmazták a szupravezető subgap struktúra méréseket molekuláris kontaktusok elasztikus transzmissziós együtthatóinak meghatározására. Ez, az inelasztikus gerjesztések spektroszkópiájával együtt, részletes információt nyújt a vizsgált rendszerről.

A pályázat keretében molekuláris gázokat és komplex szerves molekulákat juttatunk a nanokontaktusokhoz újszerű adagolási módszerek fejlesztésével. A molekulák kölcsönhatását tanulmányozzuk különböző szupravezető fémekkel és ötvözetekkel. A kísérletek eredményeként jól definiált molekuláris nanoszerkezetek kerülnek kiválasztásra, melyek viselkedése részletesen megérthető a fenti vizsgálati módszerek segítségével.
angol összefoglaló
The future aim of building functional single-molecule electronic devices necessitates the development of reliable characterization techniques of molecular nanojunctions. In many cases the direct microscopic imaging of the junction is not possible, thus all the information about the molecular device must be extracted from its electronic properties.

In this project we propose the creation and detailed characterization of well-defined molecular nanostructures primarily based on the superconducting subgap method, the study of inelastic excitations with point contact spectroscopy, the fine tuning of the separation between the electrodes grabbing the molecules, and the comparison of the results with ab initio calculations of collaborating theoretical grops.

The self-designed Mechanically Controllable Break Junction setup at the host institution is a perfect tool for the study of molecular nanojunctions due to its extreme stability, and the wide palette of characterization methods. In a previous work the authors have applied the superconducting subgap method for the first time for the characterization of the elastic transmission properties of molecular nanojunction. This together with inelastic excitation spectroscopy provides detailed information about the system.

In the framework of the project novel deposition techniques will be developed for molecular gases and complex organic molecules. The interaction of the molecules will be studied with various superconducting metals and alloys. As result of the experiments, well-defined molecular nanostructures will be selected for which a detailed understanding can be given with the above characterization methods.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Az OTKA K76010 kutatói pályázat keretében nanokontaktusok viselkedését vizsgáltuk, melyekben az áram egyetlen atomon vagy egyetlen molekulán keresztül folyik. A kutatás keretében kifejlesztettünk egy molekulák kontrollált adagolására alkalmas mérőrendszert, mely egyedi molekulák kontaktálását teszi lehetővé folyékony hélium hőmérsékleten. Szupravezető subgap módszerrel karakterizáltunk különböző anyagból készült atomi méretű kontaktusokat és elméleti csoportokkal együttműködve részt vettünk egy vezetőképesség hisztogramok szimulálására alkalmas módszer fejlesztésében, melynek megbízhatóságát a subgap módszer segítségével egyedi vezetési csatornák szintjén ellenőriztük. Kifejlesztettünk egy új statisztikai módszert, melynek segítségével atomi és molekuláris kontaktusokban kialakuló konfigurációk közötti korrelációk vizsgálhatók. Ezen módszer segítségével számos atomi és molekuláris nanovezeték viselkedését sikerült a szokásos vezetőképesség hisztogram technikánál részletesebben feltérképezni.
kutatási eredmények (angolul)
Within the OTKA K76010 project nano-scale junctions were investigated, in which the current flows along single atoms or molecules. A novel measurement setup was developed which is capable of a controlled dosing of molecules to a liquid helium temperature break junction device so that single molecules can be contacted in a well controlled manner. With the help of superconducting subgap structure measurements various metal atomic sized contacts were characterized. In collaboration with theory groups a novel method was developed to simulate conductance histograms. With the help of subgap structure measurements the reliability of this method was tested on the level of individual channel transmission eigenvalues. Beside, we have introduced a novel statistical analysis method based on the two-dimensional cross-correlation histogram analysis of conductance traces. This method provides new information about the relation of different junction configurations that occur during the formation and evolution of metal and single-molecule junctions. The correlation method was successfully applied to study the behavior a several atomic and single-molecule structures beyond conductance histograms.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=76010
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
A. Halbritter, P. Makk, Sz. Mackowiak, Sz. Csonka, M. Wawrzyniak, and J. Martinek: Regular Atomic Narrowing of Ni, Fe, and V Nanowires Resolved by Two-Dimensional Correlation Analysis, Phys. Rev. Lett. 105, 266805 (2010) – Published December 29, 2010, 2010
P. Makk, D. Visontai, L. Oroszlany, D.Z. Manrique, Sz. Csonka, J. Cserti, C. Lambert, A. Halbritter: Advanced simulation of conductance histograms validated through channel-sensitive experiments on indium nanojunctions, Physical Review Letters 107, 276801 (2011), 2011
P. Makk, D. Tomaszewski, J. Martinek, Z. Balogh, Sz. Csonka, M. Wawrzyniak, M. Frei, L. Venkataraman, A. Halbritter: Correlation analysis of atomic and single-molecule conductance, ACS NANO (referálás alatt), 2012
B. Dóra, A. Halbritter: Temperature-dependent conductance of deformable molecular devices, Physical Review B, 2009
A. Geresdi, A. Halbritter, and G. Mihály: Transition from coherent mesoscopic single-particle transport to Josephson proximity current, Phys. Rev. B 82, 212501 (2010), 2010
A. Geresdi, A. Halbritter, F. Tanczikó, G. Mihály: Direct measurement of the spin diffusion length by Andreev spectroscopy, Applied Physics Letters 98 212507 (2011), 2011
A. Geresdi, A. Halbritter, A. Gyenis, P. Makk, G. Mihály: From stochastic single atomic switch to nanoscale resistive memory device, Nanoscale 3, 1504, 2011




vissza »