Luminiscence and vibrations of molecular circuits
Project goals
Functional blocks made of single molecules are the ultimate frontier in miniaturization of devices, and can potentially revolutionize nanotechnologies. Particularly interesting classes of single-molecular devices can transduce electron flow into light or mechanical action, resulting from a complex interaction with the electronic structure of the molecule. The project aims on fundamental laws governing such model single-molecular circuits, combining a state-of-the-art experimental methodology and an advanced theoretical framework. We will investigate the electronic, optical, vibronic and mechanical properties by a cryogenic scanning probe microscope capable of tip-enhanced optical spectroscopy, atomic force and electron current detection, all with submolecular resolution and supported by atomistic simulations. This unprecedented combination will enable precise construction of proof-of-concept single-molecular devices and characterization of their luminiscent, vibronic, electron-transmission and mechanical properties.
Keywords
moleculeselectroluminiscenceSTMAFMTERSfluorescencevibronic properties
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202000001
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
20-18741S
Alternative language
Project name in Czech
Luminiscence a vibrace molekulárních obvodů
Annotation in Czech
Funkční bloky vytvořené z jednotlivých molekul jsou nejzažší hranicí miniaturizace zařízení a mohou způsobit revoluci v nanotechnologiích. Zvláště zajímavé druhy jednomolekulárních zařízení mají schopnost přeměny toku elektronů na světlo či mechanický pohyb, v důsledku komplexní interakce s elektronovou strukturou molekuly. Tento projekt cílí na elementární zákony, které řídí právě takové druhy jednomolekulárních obvodů, pomocí kombinace nejnovější experimentální metodiky a pokročilého teoretického aparátu. Budeme zkoumat elektronické, optické, vibronické a mechanické vlastnosti pomocí kryogenního rastrujícího mikroskopu, vybaveného hrotově zesílenou optickou spektroskopií, detekcí atomárních sil a tunelového proudu, vše se submolekulárním rozlišením a s podporou ab-initio výpočtů. Tato bezpříkladná kombinace umožní přesné sestavení příkladných jednomolekulárních zařízení a charakterizaci jejich luminiscenčních, vibronických, elektronově-transmisních a mechanických vlastností.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
OECD FORD - secondary branch
—
OECD FORD - another secondary branch
—
BE - Theoretical physics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project is a prototypical example of a successful grant. A new experimental setup has been established and provided data for five breakthrough publications. The list contains titles such as 3x ACS Nano and 1x Nature Communications. These results have made the group internationally visible, which is documented by a high number of invited talks (10x) and awards (3x).
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 12, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
11,189 thou. CZK
Public financial support
11,189 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
11 189 CZK thou.
Public support
11 189 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022