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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS (spark-gaps H01T; arc lamps with consumable electrodes H05B; particle accelerators H05H)
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY (light sources F21, H01J, H01K, H05B; investigating properties of materials by optical means G01N)
    • OPTICS (making optical elements or apparatus B24B, B29D11/00, C03, or other appropriate subclasses or classes; materials per se, see the relevant places, e.g. C03B, C03C)
      • DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS (optical transfer means between sensing member and indicating or recording part in connection with measuring G01D5/26; devices in which mathematical operations are carried out with optical elements G06E3/00 [N: A]; electrical signal transmission systems using optical means to convert the input signal G08C19/36; information-recording by electric or magnetic means and reproducing by sensing optical properties G11B11/00; static stores using optical elements G11C13/04; transmission systems employing electromagnetic waves other than radio waves, e.g. light, infra-red radiation, H04B10/00; optical multiplex systems H04J14/00; pictorial communication, e.g. television H04N)
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] C. Dimitrakopoulos, and P.R.L. Malefant, Adv. Mater. 14, 99 (2002).
[2] S.F. Nelson, Y. Lin, D.J. Gudlach, T.N. Jackson, Appl. Phys. Lett. 72, 1854 (1998).
[3] L. Colangeli, V. Mennella, G.A. Baratta, E. Bussoletti, G. Strazzulla, The Astrophys. Journal 396, 369 (1992).
[4] S. Lukas, S. Vollmer, G. Witte, and Ch. Wöll, J. Chem. Phys. 114, 10123 (2001).
[5] W.N. Unertl, Physical Structure, Handbook of Surface Sci., Vol. 1, Elsevier Science, The Netherlands, 1996.
[6] P. G. Schroeder, C. B. France, J.B. Park, and B. A. Parkinson, J. Appl. Phys. 91, 3010 (2002).
[7] V. Corradini, C. Menozzi, M. Cavallini, F. Biscarini, M.G. Betti, and C. Mariani, Surf. Sci. 532-535, 249 (2003).
[8] C. Menozzi, V. Corradini, M. Cavallini, F. Biscarini, M.G. Betti, and C. Mariani, Thin Solid Films 428, 227 (2003).
[9] S. Lukas, G. Witte, and Ch. Wöll, Phys. Rev. Lett. 88, 28301 (2002).
[10] L. Gavioli, M. Fanetti, D. Pasca, M. Padovani, M. Sancrotti, and M.G. Betti, in press on Surface Science (2004).
[11] L. Casalis, M.F. Danisman, B. Nickel, G. Bracco, T. Toccoli, S. Iannotta, and G. Scoles, Phys. Rev. Lett. 90, 206101 (2003).
[12] M.R. Arkin, E.D.A. Stemp, R.E. Holmlin, J.K. Barton, A. Hormann, A.J.C. Olson, P.F. Barbara, Science 273, 475 (1996).
[13] P. Aich, S.L. Labuik, L. Tari, L.J.T. Delbaere, W.J. Roesler, K.J. Falk, R.P. Steer, J.S. Lee, J. Mol. Biol. 294, 477 (1999).
[14] R. Di Felice, A. Calzolari, E. Molinari, A. Garbesi, Phys. Rev. B 65, 45104 (2002).
[15] T. Minakata, M. Ozaki, H. Imai, J. Appl. Phys. 74, 1079 (1993).
[16] G.H. Fecher, Ch. Gruenewald, M. Merkel, Ch. Ostertag, A. Oelsner, G. Schoenehnse, Th. Jentzsch, H.J. Juepner, Thin Sol. Films 501, 58 (1997).
[17] L. Hedin, Phys. Rev. 139, A796 (1965)
[18] G. Onida, L. Reining, A. Rubio, Rev. Mod. Phys. 74, 601 (2002).
[19] M. Rohlfing and S. G. Louie, Phys. Rev. Lett. 82, 1959 (1999)
[20] M. L. Tiago, J. E. Northrup, S. G. Louie, Phys. Rev. B 67, 115212 (2003).
[21] L.. J. Sham, T. M. Rice, Phys. Rev. 144, 708 (1966).
[22] W. Hanke, L.. J. Sham, Phys. Rev. Lett. 43, 387 (1979).
[23] Shinji Hasegawa, Takehiko Mori, Kenichi Imaeda, Shoji Tanaka, Yoshiro Yamashita, Hiroo Inokuchi, Hitoshi Fujimoto, Kazuhiko Seki, Nobuo Ueno, J. Chem. Phys. 100, 6869 (1994).
[24] R.C. Haddon, X. Chi, M.E. Itkis, J.E. Anthony, D.L. Eaton, T. Siegrist, C.C. Mattheus, T.T.M. Palstra, J. Phys. Chem. B 106, 8288 (2002).
[25]R.G. Endres, C.Y. Fong, L.H. Yang, G. Witte, Ch. Wöll, Comp. Mat. Sci., in press (2004)
[26] Koji Kamiya Okudaira, Shinji Hasegawa, Hisao Ishii, Kazuhiko Seki, Yoshiya Harada, Nabuo Ueno, J. Appl. Phys. 85, 6453 (1999).
[27] H. Peisert, T. Schwieger, J.M. Auerhammer, M. Knupfer, M.S. Golden, J. Fink, P.R. Bressler, M. Mast, J. Appl. Phys. 90, 466 (2001).
[28] Carlo Mariani, Francesco Allegretti, Valdis Corradini, Giorgio Contini, Valeria Di Castro, Chiara Baldacchini, Maria Grazia Betti, Phys. Rev. B 66, 115407 (2002).
[29] M. G. Betti et al. to be published
Parole Chiave
INTERFACCE IBRIDE ORGANICO-INORGANICO; SPETTROSCOPIE ELETTRONICHE; MICROSCOPIA A SCANSIONE; FOTOEMISSIONE; PROPRIETÀ ELETTRONICHE ED OTTICHE; RADIAZIONE DI SINCROTRONE; MODELLIZZAZIONE ATOMICA; TEORIA DELLE PROPRIETA' ELETTRONICHE

Aggregazione di strutture molecolari a bassa dimensionalità: dallo studio della topografia al controllo delle proprietà elettroniche

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"
Abstract
Recentemente si è manifestato un ampio interesse applicativo sui sistemi organici funzionali nell'elettronica, che ha dato nuovo impulso allo studio delle proprietà elettroniche di strutture molecolari a bassa dimensione e interfacce ibride. Questo aspetto è oggi di particolare interesse per le molecole organiche coniugate immagine depositate su opportuni substrati inorganici: una classe di sistemi che ha mostrato recentemente di avere interessanti applicazioni potenziali in vari dispositivi ibridi organico-inorganico [diodi emettitori di luce o transistor ad effetto di campo]. Sotto vari aspetti, la chiave interpretativa delle funzioni di trasporto per questi sistemi risiede all'interfaccia e proprio le proprietà dell'interfaccia ricoprono un ruolo cruciale, essendo alla base dell'iniezione di carica per i dispositivi molecolari.

L'obiettivo scientifico di questo progetto è di determinare e controllare le proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche di sistemi molecolari coniugati-immagine altamente ordinati, con una ben determinata topografia indotta controllando la deposizione su opportuni substrati strutturati su scala atomica. Le proprietà elettroniche, ottiche e di trasporto di semplici sistemi organici coniugati-immagine depositati su specifiche superfici cristalline possono essere scelte e variate tramite il controllo delle interazioni molecola-molecola, molecola-substrato e/o inducendo iniezione di carica drogando il sistema.
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Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Maria Grazia BETTI Universita' degli Studi di ROMA
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo scientifico di questo progetto è lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche di sistemi molecolari, depositati su substrati opportuni per guidarne la crescita ordinata.

L'ordinamento di strutture molecolari a bassa dimensionalità è un requisito necessario per lo studio della dispersione di stati elettronici, della larghezza di banda e della polarizzazione degli stati elettronici di interfaccia, al variare delle configurazioni strutturali. Per la formazione di strutture molecolari di tipo coniugato-immagine ordinate su larga scala, possono essere usate specifiche superfici cristalline che ne guidino la crescita, ad esempio le superfici vicinali. Il meccanismo che induce l'auto-aggregazione in strutture uni- e/o bi- dimensionali può essere controllato cambiando l'ampiezza delle terrazze cristalline e di conseguenza la lunghezza d'onda delle onde stazionarie elettroniche associate agli stati di superficie.

Scegliamo la molecola di pentacene (C22H14) come sistema "modello", in quanto è una molecola organica planare a base di atomi di C contenente cinque anelli aromatici, per la quale le interazioni molecola-molecola sono di tipo van der Waals. Il pentacene e le molecole poliaceniche (con n anelli aromatici, pentacene n=5) possono aggregarsi in strati regolari ed ordinati su larga scala su metalli tramite interazione degli orbitali immagine con le bande d, costituendo sistemi "modello" per numerose propriet >>>

Risultati parziali attesi
I risulati sperimentali e teorici della prima fase di questo progetto possono esser riassunti nei seguenti punti:


1- Determinazione dell'ordine locale della struttura delle file di pentacene depositate sulle superfici vicinali del rame e sulle corrispondenti superfici a basso indice di Miller. In particolare stima della simemtria, dell'orientazione molecolare e delle distanze molecola-molecola nelle strtture 2D (monostrato). Condizioni ideali per ottenere strutture ordinate su larga scala (monodomini sulla superficie con definita symmetria e ricostruzione). Determinazione dell' orientazione molecolare anche per strati di pentacene piu' spessi e confronto con le strutture 3D note per i solidi molecolari

2- Determinazione della morfologia di crescita per molecole (pentacene e ftalocianine) cresciute su diversi substrati, dall'analisi della struttura e delle proprietà elettroniche. Determinazione dell'allineamento energetico al livello di Fermi e degli stati elettronici discriminando tra quelli propri dell'interfaccia e gli stati molecolari in diverse condizioni di crescita. Valutazione sperimentale della "gap" e della distanza tra gli stati HOMO-LUMO sia nella fase di interfaccia sia per strati piu' spessi in funzione della geometria molecolare, dell'orientazione, dell'interazione con il substrato e delle distanze tra le molecole.
Valutazione degli effetti dovuti alla polarizzazione, all'imterazioni elettrone-lacuna in diverse >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La ricerca di nuovi dispositivi basati sulle proprietà di sistemi organici ed inorganici a bassa dimensionalità è fortemente stimolata dalle esigenze della scienza dei materiali.
Questo approccio alla miniaturizzazione dei dispositivi include la ricerca nel campo promettente dei sistemi organici a bassa dimensionalità e delle interfacce ibride, per le loro applicazioni potenziali nell'elettronica molecolare e per le loro proprietà fisiche e chimiche. La ricerca fondamentale in questo campo si è sviluppata secondo due linee principali: la prima è mirata al controllo energetico dei legami intermolecolari realizzando nuove architetture molecolari e sovramolecolari e ottimizzando così le proprietà ottiche e di trasporto di carica in questi sistemi; la seconda mira invece al controllo degli stati elettronici e della 'gap' ottica e di trasporto al fine di amplificare la conducibilità elettrica combinando gli effetti dovuti al drogaggio agli effetti dovuti alle modifiche strutturali. Entrambe le linee di ricerca studiano prevalentemente film molecolari, invece sono rari, a tutt'oggi, gli studi sulle proprietà delle interfacce inorganico-organico.
Nonostante l'interesse crescente per questi sistemi, rimangono aperti molti interrogativi sullo studio dell'interfaccia molecola-solido: ad esempio l'evoluzione dei livelli elettronici (la formazione di bande estese, la larghezza di banda), e la determinazione delle 'gap' ottiche e di trasporto in funzione della struttura >>>