Reversible conductance and surface polarity switching with synthetic molecular switches
| Promotie: | Dhr. S. (Sumit) Kumar |
| Wanneer: | 27 september 2019 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotors: | P. (Petra) Rudolf, Prof, prof. dr. R.C. (Ryan) Chiechi |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Slimme materialen op basis van moleculaire schakelaars
Zelfassemblage van organische moleculen is een belangrijke techniek om complexe slimme materialen te creëren. Zelfassemblage van slimme organische moleculen, zoals moleculaire machines, bied opties voor het bottom-up maken van een verscheidene elektronische apparaten. Op spiropyran gebaseerde moleculaire schakelaars spelen een sleutelrol in de ontwikkeling van lichtgevoelige slimme materialen.
Maar ondanks meer dan honderd jaar onderzoek naar spiropyrans en vergelijkbare stoffen blijft de ontwikkeling van functionele elektronische apparaten een uitdaging. Het primaire probleem met dergelijke functionele moleculen is om de processen die plaatsvinden in een enkel molecuul om te zetten naar de macroscopische wereld zodat het resultaat ondervonden en ingezet kan worden.
In zijn proefschrift presenteert Sumit Kumar de ontwikkeling en karakterisering van zelf-assemblerende monolagen van op spiropyran en azobenzeen gebaseerde moleculaire schakelaars. De structuur van deze moleculen en het mechanisme van hun schakelend gedrag is onderzocht door middel van foto-elektronspectroscopie en metingen van de contacthoek van water. De elektronische eigenschappen van spiropyran SAMs zijn gemeten in moleculaire tunnel.
Kumar heeft de fotoschakelbare geleidbaarheid geoptimaliseerd door middel van co-adsorptie van verschillende moleculen met spiropyran op het oppervlak. De geoptimaliseerde systemen zijn gebruikt voor de ontwikkeling van een proof-of-concept niet-vluchtig geheugenapparaat, waar hij succesvol informatie op kon schrijven en verwijderen door gebruik van een zuur en een base. Tot slot demonstreert Kumar de fotoschakelbare wetting van een goud oppervlak door gebruik van gastheer-gast scheikunde.
Het promotieonderzoek van Sumit Kumar vond plaats bij de afdeling Oppervlakken en Dunne Lagen van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via het Erasmus Mundus programma.