Nastupno predavanje: Funkcionalizirani 2D materijali i dizajnirane nanostrukture niske dimenzionalnosti dr. sc. Ida Delač Marion
Institut za fiziku,
Zagreb
13.01.2020. u 11:00h
IF - predavaonica u zgradi Mladen Paić

Znanstveni i tehnološki interes za dvodimenzionalne (2D) materijale motiviran je činjenicom da se današnji elektronički uređaji temelje na planarnim mikroarhitekturama. 2D materijali smatraju se perspektivnim građevnim jedinicama za novu generaciju nosivih, fleksibilnih, rastezljivih i prozirnih elektroničkih uređaja zbog svojih vrhunskih elektronskih, optičkih i mehaničkih svojstava. Međutim, prije njihove implementacije u komercijalne elektroničke uređaje potrebno je riješiti niz specifičnih problema. S tim ciljem, svojstva 2D materijala mogu se prilagoditi funkcionalizacijom (npr. adsorpcijom molekula) ili mehaničkom modulacijom. Nadalje, sinteza poduprtih nanostruktura iz organskih molekula kao prekursora je učinkovit pristup “od dna prema gore” (eng. bottom-up) za dobivanje sofisticiranih nanoarhitektura koje se često ne mogu dobiti klasičnim “od vrha prema dolje” (eng. topdown) pristupima, poput sinteze u otopinama ili litografije. Prezentirat ću istraživanja funkcionaliziranih 2D materijala i nanostruktura sintetiziranih na površinama. Prvo istraživanje bilo je usmjereno na funkcionalizirani grafen i monosloj MoS2. Grafen je sintetiziran direktno na Ir(111) površini i nakon toga funkcionaliziran s matricom AuIr nanoklastera, dok je monosloj MoS2 sintetiziran na SiO2 podlozi, a zatim transferiran na Ir(111). Uzimajući u obzir kemiju podloge (zlato, odnosno sumpor), DNK origami u obliku tetraedara s tiolnim skupinama u vrhovima odabrana je kao makromolekula od interesa. Tetraedri su adsorbirani na obje 2D podloge, proizvevši tako dva različita hibridna sustava koji su naknadno detaljno okarakterizirana. Novije istraživanje bilo je fokusirano na samouređene slojeve 1,3,5-benzentribenzojeve kiseline (BTB) na granici podloge i tekućine. Kao podloge korišteni su pirolitički grafit (HOPG) i monosloj MoS2 transferiran na HOPG. BTB molekule u nonanskoj kiselini adsorbirane su na podloge, a rezultirajuće supramolekularne mreže proučavane su skenirajućim tunelirajućim mikroskopom (STM) u ambijentalnim uvjetima. Takvi hibridni sustavi su perspektivni za buduće primjene u biooptoelektronici kao građevne jedinice u različitim senzorskim čipovima, matricama DNK ili pametnim površinama. Posljednje istraživanje bilo je posvećeno samouređenju i decijanizaciji molekulskih slojeva cijano-funkcionaliziranih tetracenskih derivata (tetracijano-dihidrotetracena (HDHT) i dicijanodiariltetracena (HT)) na metalnim površinama s različitim katalitičkim djelovanjem. Molekule su adsorbirane na monokristalne podloge (Au(111), Ag(111) i Cu(111)) na sobnoj temperaturi u uvjetima ultra-visokog vakuuma (UHV) i potom anilirane. Produkti reakcija okarakterizirani su niskotemperaturnim STM-om u UHV uvjetima. Nalazi ove studije ukazuju na to da su površinski potpomognute reakcije decijanizacije prikladne za kontroliranu proizvodnju nanostruktura na bazi ugljika. Na kraju ću iznijeti planove za svoja buduća istraživanja na Institutu za fiziku. Početni fokus bit će na funkcionalizaciji 2D materijala uređenim slojem organskih molekula. Od posebnog interesa bit će i sama upotreba organskih molekula za sintezu nanostruktura sa željenim svojstvima. Sinteza takvih hibridnih materijala i nanostruktura može se provoditi u UHV uvjetima kao i na granici čvrste podloge i tekućine, što su eksperimentalni uvjeti koji su već dostupni na Institutu za fiziku. Moji dugoročni ciljevi su širenje i jačanje postojećih istraživanja sustava niske dimenzionalnosti s potencijalnim primjenama u nanotehnologiji.

IF Ⓒ 2017