Proyectos vigentes

Proyecto INELCA (2017-2019)

Objetivos del proyecto

El objetivo de INELCA es la fabricación de robustos dispositivos electrodo/monocapa/electrodo totalmente orgánicos, y por tanto más amigables desde el punto de vista ambiental, con nuevas y prometedoras propiedades en el campo de la Electrónica Molecular, persiguiendo la generación de dispositivos, conectables al exterior, de tamaño inferior a los 5 nm, en forma de arrays perfectamente organizados. En concreto, proponemos el diseño, preparación y caracterización de nuevos materiales funcionales con propiedades de particular interés en el ámbito de la electrónica molecular así como el establecimiento de alternativas a electrodos metálicos: materiales basados en carbono. En estos dispositivos, es tan importante la materia prima con la que se fabrican como el modo de ensamblarlos. Por ello, otro de los ejes de este proyecto es el empleo de la técnica electrografting y otras sofisticadas técnicas de ensamblaje de abajo a arriba para la construcción de robustas uniones electrodo carbonoso-molécula y la obtención de arquitecturas moleculares con propiedades únicas. El proyecto tiene un carácter marcadamente multidisciplinar y abarca:

1. Síntesis de nuevos materiales funcionales. Diseño, preparación y caracterización de nuevos materiales funcionales con propiedades de particular interés en el ámbito de la electrónica molecular, fundamentalmente derivados del OPE conteniendo grupos funcionales de anclaje adecuados para electrodos orgánicos.
2. Alternativas a electrodos metálicos. Búsqueda de alternativas a electrodos metálicos: materiales basados en carbono.
3.  Química Física de Superficies. Uno de los retos para lograr que la electrónica molecular pueda convertirse en una realidad de mercado es lograr robustos contactos electrodo-material molecular, así como la deposición del electrodo superior.
4. Determinación de las propiedades eléctricas de los dispositivos. Se analizará la conductancia mediante métodos basados en la microscopia de efecto túnel (STM), microscopia de fuerza atómica conductora (c-AFM), o un sistema basado en dos micropuntas conductoras. Estos datos se compararán con los obtenidos en estudios teóricos (DFT) facilitando la interpretación de los mismos y la propuesta de modelos.

Cabe subrayar, además, que este enfoque multidisciplinar es un entorno ideal para la formación de nuevos profesionales en el campo de la Nanociencia, especialmente en áreas tan especializadas como ciencia de los materiales, química de superficies, técnicas de caracterización y microscopias de sonda. Si estás interesado en este proyecto no dudes en contactar con su IP: pilarcea@unizar.es

Colaboradores

Prof. P. J. Low. Universidad de Perth (Australia)
Prof. J. L. Serrano. Universidad de Zaragoza (España)
Prof. R. J. Richard and S. Higgins. Universidad de Liverpool (Reino Unido)
Prof. C. Lambert. Universidad de Lancaster (Reino Unido)
Prof. J. M. de Teresa. ICMA-CSIC. Zaragoza (España)
Prof. A. González Orive. Universdad de Paderborn (Alemania)
Prof. J. Ferrer. Universidad de Oviedo (España)
Prof. F. Pérez Murano. Instituto de Microelectrónica de Barcelona (España)
Prof. W. Maser. Instituto de Carboquímica. CSIC. Zaragoza (España)
Prof. Joaquín Coronas. Instituto de Nanociencia de Aragon (INA). Zaragoza (España)
Prof. Christian Serre. Institut Lavoisier Versailles. París (Francia)
Prof. Paul A. Wright . University of St. Andrews (Reino Unido)

ABENGOA
BSH ELECTRODOMESTICOS ESPAÑA, S.A.

Resultados del proyecto

Publicaciones
• Single molecule vs. large area design of molecular electronic devices incorporating an efficient 2-aminepyridine double anchoring group
  L. Herrer, A. Ismael, S. Martín, D. C. Milan, J. L. Serrano, R. J. Nichols, C. Lambert, P. Cea
  Nanoscale, 2019, DOI: 10.1039/c9nr05662a

• Electrically transmissive alkyne-anchored monolayers on gold
  L. Herrer, A. González-Orive, S. Marqués-González,S. Martín, R J.Nichols, J.L. Serrano, P.J.Low, P. Cea
  Nanoscale, 2019,11, 7976-7985

• New routes to organometallic molecular junctions via a simple thermal processing protocol
  R. Ezquerra, S. G. Eaves, S. Bock, B. W. Skelton, F. Pérez-Murano, P. Cea, S. Martín, P. J. Low
  Journal of Materials Chemistry C, 2019DOI: 10.1039/C9TC01305A

• Unconventional single-molecule conductance behavior for a new heterocyclic anchoring group: Pyrazolyl
  I. L. Herrer, A. K. Ismael, D. C. Milán, A. Vezzoli, S. Martín, A. González-Orive, I. Grace, C. Lambert, J. L. Serrano, R. J. Nichols, P. Cea
  Journal of Physical Chemistry Letters 2018, 9, 5364−5372

• A porphyrin spin qubit and its 2D framework nanosheets
  A. Urtizberea, E. Natividad, P. J. Alonso, M. A. Andrés, I. Gascón, M. Goldmann, O. Roubeau
  Advanced Functional Materials 2018, 28, 1801695

• Towards molecular electronic devices based on ‘all-carbon’ wires
  A. Moneo, A. González-Orive, S. Bock, M. Fenero, I. L. Herrer, D. C. Milan, M. Lorenzoni, R. J. Nichols, P. Cea, F. Perez-Murano, P. J. Low, S. Martin
  Nanoscale 2018, 10, 14128-14138

• Influence of surface coverage on the formation of 4,4′- bipyridinium (viologen) single molecular junctions
  H. M. Osorio, S. Martín, D. C. Milan, A. González-Orive, J. B. C. Gluyas, S. J. Higgins, P. J. Low, R. J. Nichols, P. Cea
  Journal of Materials Chemistry C 2017, 5, 11717-11723

• High surface coverage of a self-assembled monolayer by in situ synthesis of palladium nanodeposits
  L. Herrer, V. Sebastian, S. Martin, A. Gonzalez Orive, F. Pérez-Murano, P. Low, J. L. Serrano, J. Santamaria and P. Cea
  Nanoscale 2017, 9, 13281-13290

• All-carbon electrode molecular electronic devices based on Langmuir–Blodgett monolayers
  S. Sangiao, S. Martín, A. González-Orive, C. Magén, P. J. Low, J. M. De Teresa, P. Cea
  Small 2017, 13, 1603207