Probing Electron Transport Mechanism in Single Molecule Junctions by Conductance and Thermoelectricity Measurements.
Project goals
Understanding of the transport characteristics of the metal-molecule-metal junctions is a prerequisite for the development of functional molecule-based electronic devices. Submitted proposal focuses on the experimental studies of different aspects of the electron transport mechanism (tunneling, hopping and quantum interference effects) in a series of organic molecules that contain increasing number of repeating units connected by chemical bonds in series or in parallel. Conductance studies will be done as a function of molecular length and as a function of the number of conductance pathways using temperature resolved Scanning Tunneling Microscopy Break Junction technique. Furthermore, we aim at the development of the instrumentation for simultaneous measurements of the electric and thermoelectric currents, which would enable direct probing of the molecular energy level alignment with the electrode’s Fermi level. Experimental results will be supplemented by theoretical computations of single molecule conductance and thermopower values using non-equilibrium Green´s function formalism.
Keywords
Electron Transport MechanismSingle-Molecule JunctionSingle-Molecule ConductanceThermoelectricityQuantum InterferenceElectronic CommunicationMolecular WireMolecular ElectronicsSTM-break junction technique
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-04682S
Alternative language
Project name in Czech
Studium mechanismu transportu elektronů v jednotlivých molekulách pomocí vodivostních a termoelektrických měření.
Annotation in Czech
Pochopení transportních charakteristik spojů typu kov-molekula-kov je nezbytné pro rozvoj funkčních elektronických zařízení na bázi organických molekul. Předkládaný návrh je zaměřen na experimentální studii různých aspektů mechanismu elektronového transportu (tunelování, přeskoková vodivost, efekty kvantové interference) v sérii organických molekul, které obsahují zvyšující se počet opakujících jednotek chemicky propojených sériově nebo paralelně. Vodivostní studie budou provedeny v závislosti na délce molekuly a na počtu vodivostních kanálů pomocí teplotně-rozlišeného měření vodivosti jednotlivých molekul technikou přerušování molekulárních spojů řízeného skenovacím tunelovým mikroskopem. V neposlední řadě se zaměříme na rozvoj metodiky současného měření elektrických a termoelektrických proudů, které umožní experimentálně studovat překryv energetických hladin molekul s Fermiho hladinami elektrod. Experimentální výsledky budou doplněny teoretickými výpočty molekulární vodivosti a termosíly pomocí formalismu nerovnovážných Greenových funkcí.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project proceeded according to the set plan and excellent results were achieved in the description and interpretation of the properties of molecular junctions. The influence of structure and environment on the electron transport characteristics has been described. The project has contributed significantly to the development of the field of molecular electronics.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
6,352 thou. CZK
Public financial support
5,616 thou. CZK
Other public sources
432 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
6 352 CZK thou.
Public support
5 616 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2021