Školitel: Doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
Stav práce: volná
Anotace:
Molekulární nano-elektronika bude velmi pravděpodobně těžit z procesu samouspořádání organických molekul na površích krystalů. Vodíkové vazby mezi funkčními skupinami organických molekul představují fascinující mechanismus vedoucí k růstu vysoce uspořádaných molekulárních sítí [1-5]. Unikátní vlastnosti, díky kterým je tato interakce klíčová v chemii živých organismů, např. při replikaci DNA, umožňují navrhnout supramolekulární architekturu vhodných výběrem molekul. Kombinací dvou a více typů molekul lze výrazně rozšířit možnosti návrhu architektury molekulárních sítí [1-5].
Působivých výsledků v této oblasti bylo dosaženo především na kovových površích. Pro elektronické aplikace je však žádoucí použít jako substrát křemíkový krystal. Povrchy Si funkcionalizované kovovými vrstvami mají výjimečné vlastnosti, jako Rashbovo rozštěpení spinů [6], 2D supravodivost [7] nebo stavy s elektrony s téměř nulovou efektivní hmotností [8]. Tyto vlastnosti mohou být cíleně ovlivněny přítomností molekulárních vrstev.
Samo-uspořádání molekul skrze vodíkové vazby na kovem pasivovaných površích bude experimentálně studováno pomocí řádkovací tunelové mikroskopie (STM). Vzorky budou připraveny a zkoumány in-situ za podmínek ultra-vysokého vakua. Experimenty mohou být doplněny teoretickými simulacemi - optimalizací molekulárních struktur pomocí výpočtů založených na párových potenciálech a kinetickými Monte Carlo simulacemi, které pomohou pochopit mechanismus samouspořádání.