Force and Conductance in Molecular Junctions
Project goals
This project will study, through the combination of theory and experiment, the fundamental relationship between structural and mechanical processes and conductance in single molecule junctions. First principles theoretical methods based on DFT will be used to explore mechanical process at nanojunctions and the effect of these processes on conductance. Such processes include ring rotation in conjugated molecules or bond stretching and breaking. Theoretical transport methods will be extended to calculate the conductance of a large number of junctions. At the same time, experiments using non-contact AFM/STM methods will simultaneously measure force and conductance. The project will focus on conjugated molecules and will explore metal-molecule chemical linkers. In particular, the project will study the controlled lifting and stretching of molecules. Through this complementary approach combining theory and experiment, we hope to achieve a detailed understanding of the detailed interplay between mechanical and conducting properties of single molecule junctions.
Keywords
single molecule transport theorymolecular conductancenon-contact AFMforcesDensity-Functional Theory DFTmolecules at surfaces and interfacesscanning probesSTM
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-19672S
Alternative language
Project name in Czech
Síly a vodivost v molekulárních kontaktech
Annotation in Czech
Cílem projektu je studium vztahu mezi strukturálními a mechanickými procesy a vodivosti v molekulárních kontaktech, tvořených právě jednou molekulou, pomocí kombinace teorie a experimentu. Použijeme teoretické metody založené na DFT k prozkoumání mechanických procesů v molekulárních kontaktech a jejich vlivu na vodivosti. Tyto postupy zahrnují rotaci konjugovaných molekul nebo protahování a lámání vazeb. Stávající teoretické metody transportu náboje budou upraveny pro výpočet vodivost velkého počtu molekulárních kontaktů. Zároveň budeme provádět experimenty s použitím bezkontaktního AFM a STM, které umožňují současnou detekci sil a vodivosti. Projekt se zaměří na konjugované molekuly a bude zkoumat kotvící skupiny mezi kovem a molekulami. Zejména se zaměříme na studium řízeného zvedání a natahování molekul. Věříme, že pomocí kombinace teorie a experimentu, dosáhneme podrobné znalosti o vztahu mezi mechanickými a vodivých vlastností molekulárních kontaktů.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
This project, combing theoretical and experimental studies of molecular contacts, contributed significantly to understanding charge transport in single molecules. A new method for calculations of molecular conductance was developed, two to three orders of magnitude faster than currently used calculations. The results of the project were used in several high-impact studies.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
6,069 thou. CZK
Public financial support
6,069 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
6 069 CZK thou.
Public support
6 069 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017