Understanding the Fundamental Behavior of Single Molecule Electrical Junctions

了解单分子电结的基本行为

基本信息

  • 批准号:
    2102557
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project supported by the Chemical Structure, Dynamics and Mechanisms-A (CSDM-A) Program of the Division of Chemistry, Professor Eric Borguet and his students at Temple University seek to understand how chemical modification of a target molecule affects charge transport along different directions inside the molecule. Moving electrons lie at the heart of chemistry and biology. This process is sensitive to, and therefore can be controlled by, the electronic properties of the molecules through which the electrons travel as well as the chemical and physical properties of the environment in which the molecules are embedded. This is done by trapping a single molecule in a nanoscale junction where the electrical properties are measured. This knowledge will be exploited to achieve desired single molecule junction electronic characteristics, and may ultimately enable the development of useful device platforms for molecular switching and sensing. While it is known that chemical substitution changes the electronic properties of molecules, the impact on the conductance measured perpendicular to the molecular plane vs. that measured along the molecular plane has not been determined. Taking advantage of the ability to control molecular orientation in a junction (e.g. upright or flat), using the electrode potential in an electrochemical environment, this question will be tackled by measuring the directional dependence of the conductance of a series of molecules with different functional groups. Calculations suggest promising chemical substitutions of small benzene derivatives that modulate electrical conductivity in an unanticipated manner, e.g., different effects for different molecular orientations. The analysis of the large complex data sets generated will be enabled by sophisticated tools to identify low probability events and multiple possible junction configurations. In terms of scientific broader impacts, these fundamental studies have the potential to enable the construction of efficient systems for nascent technologies, such as nanoscale electronics and sensors. In terms of educational broader impacts, high school, undergraduate and graduate students will have the opportunity to participate in this collaborative study with an international team of experts in state-of-the-art measurement, data analysis and theory.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在该项目的支持下,化学结构,动力学和机制-A(CSDM-A)化学划分计划,Eric Borguet教授及其在Temple University的学生旨在了解目标分子的化学修饰如何影响分子内不同方向的电荷运输。移动电子位于化学和生物学的核心。 该过程对电子传播的分子的电子特性以及分子嵌入分子的化学和物理特性的分子的电子特性敏感,因此可以控制。 这是通过将单个分子捕获在测量电性能的纳米级连接中来完成的。这些知识将被利用以实现所需的单分子连接电子特性,并最终可以开发用于分子开关和传感的有用设备平台。 虽然众所周知,化学取代会改变分子的电子特性,但尚未确定垂直于分子平面而测量的电导的影响,而沿着分子平面测得的电导。 利用在电化学环境中使用电极电位来控制分子取向的能力,该问题将通过测量具有不同官能团的一系列分子电导的方向依赖性来解决这个问题。 计算表明,小苯衍生物的有希望的化学取代,这些苯衍生物以意外的方式调节电导率,例如,不同分子方向的不同影响。 生成的大型复杂数据集的分析将通过复杂的工具来启用,以识别低概率事件和多个可能的连接配置。 在科学广泛的影响方面,这些基本研究有可能为纳米级电子和传感器等新生技术的有效系统构建。 就教育更广泛的影响而言,高中,本科生和研究生将有机会与国际最先进的测量,数据分析和理论专家团队一起参加这项合作研究。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过基金会的知识优点和广泛的影响来评估NSF的法定任务,并被认为是值得的支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Eric Borguet其他文献

Detection of low concentration oxygen containing functional groups on activated carbon fiber surfaces through fluorescent labeling
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2005.10.057
  • 发表时间:
    2006-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Xue Feng;Nikolay Dementev;Wenguo Feng;Radisav Vidic;Eric Borguet
  • 通讯作者:
    Eric Borguet
Determining the Dielectric Constant of Solid/Liquid Interfaces
确定固/液界面的介电常数
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Somaiyeh Dadashi;Narendra M. Adhikari;Hao Li;Stefan M. Piontek;Zheming Wang;Kevin M. Rosso;Eric Borguet
  • 通讯作者:
    Eric Borguet

Eric Borguet的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Eric Borguet', 18)}}的其他基金

MRI: Development of a time-resolved, high resolution nonlinear optical microscope for interfacial studies
MRI:开发用于界面研究的时间分辨高分辨率非线性光学显微镜
  • 批准号:
    1828421
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Emerging STEM Scholars
新兴 STEM 学者
  • 批准号:
    1643874
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Electrical Properties of Single Molecules; from Switches towards Devices
单分子的电学性质;
  • 批准号:
    1508567
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
MRI: Development of a high energy, ultrabroadband, ultrashort infrared laser source
MRI:开发高能、超宽带、超短红外激光源
  • 批准号:
    1337880
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Molecular Resolution Investigation of Electron Transfer at Electrochemical Interfaces
电化学界面电子转移的分子分辨率研究
  • 批准号:
    0809838
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CRC: Long-Range Electron Transfer in Hybrid Inorganic-Peptide Nucleic Acid Nanoscale Assemblies
CRC:混合无机肽核酸纳米级组装体中的长程电子转移
  • 批准号:
    0628169
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NER: Templated Nanoscale Deposition
NER:模板化纳米级沉积
  • 批准号:
    0508508
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Real Time and Molecular Resolution Investigation of the Dynamics of Molecular Self-Assembly at Electrochemical Interfaces
电化学界面分子自组装动力学的实时和分子分辨率研究
  • 批准号:
    0456965
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Real Time and Molecular Resolution Investigation of the Dynamics of Molecular Self-Assembly at Electrochemical Interfaces
电化学界面分子自组装动力学的实时和分子分辨率研究
  • 批准号:
    0303098
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
U.S.-France Cooperative Research: Spectroscopy & Dynamics of Thermal Energy Relaxation Processes at Interfaces
美法合作研究:光谱学
  • 批准号:
    9815824
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

面向线上身份认证的用户合成行为建模及性能基本极限研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于ACG风险调整的基层医疗机构基本药物处方行为基准研究
  • 批准号:
    71603292
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于大数据的基本养老保险多主体行为演化机理与宏观效应研究
  • 批准号:
    91546110
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    43.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
Banach空间中几类非线性算子微分系统的解及相关基本理论的构建
  • 批准号:
    11571229
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
黄河冰封期的冰基本物理和力学行为试验研究
  • 批准号:
    51579028
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

ERI: Increasing the Fundamental Understanding of the Auxetic Behavior of Graphene Oxide Membranes
ERI:增加对氧化石墨烯膜拉胀行为的基本了解
  • 批准号:
    2301838
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Fundamental research towards behavior change: Understanding the magnitude and formation processes of pro-biodiversity behavior.
行为改变的基础研究:了解支持生物多样性行为的程度和形成过程。
  • 批准号:
    23H03583
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Fundamental understanding of the corrosion behavior of galvanized steel reinforcement in mechanically stabilized earth walls
对机械稳定土墙中镀锌钢筋腐蚀行为的基本了解
  • 批准号:
    414319-2011
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Fundamental understanding of the corrosion behavior of galvanized steel reinforcement in mechanically stabilized earth walls
对机械稳定土墙中镀锌钢筋腐蚀行为的基本了解
  • 批准号:
    414319-2011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Research on the Fundamental Understanding of the Behavior of a Very Large Floating Structure in Waves
对超大型漂浮结构在波浪中行为的基本理解研究
  • 批准号:
    12650907
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了