Scanning tunneling microscopy studies of light-induced switching of diarylethenes & functionalized graphene

Promotie: dhr. A. Arramel, 11.00 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Scanning tunneling microscopy studies of light-induced switching of diarylethenes & functionalized graphene

Promotor(s): prof.dr.ir. B.J. van Wees, prof.dr. B.L. Feringa

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Nanostructuren gekarakteriseerd met Scanning Tunneling Microscopy

Amel Arramel behandelt in zijn proefschrift twee onderwerpen, namelijk ‘moleculair schakelen’ en ‘gefunctionaliseerd grafeen op een vast oppervlak’. Voor het onderzoek gebruikt hij Scanning Tunneling Microscopy als gereedschap om de nanostructuur van enkele moleculen te karakteriseren.

Arramel onderzocht het schakelgedrag van moleculen op een goudoppervlak. Zijn doel was het door licht geïnduceerde schakelgedrag van de nieuwe klasse diaryletheenschakelaars aan te tonen, ingebed in zelf-georganiseerde enkele lagen dodecanethiol bij kamertemperatuur. Daarnaast werden de eigenschappen van ladingstransport van de moleculaire schakelaars gemeten door middel van Scanning Tunneling Spectroscopy bij lage temperatuur. De I-V karakteristiek toont aan dat de hoogst bezetten moleculaire orbitaal (HOMO) en laagste niet bezette moleculaire orbitaal (LUMO) succesvol zijn bepaald.

Het tweede deel van de scriptie handelt voornamelijk over een poging de elektronische verboden zone in grafeen te openen, op twee manieren: omkeerbare hydrogenering en physisorptie van porfyrines. De eerste betreft Reactive Ion Etching om het grafeenoppervlak te hydrogeneren. De chemisorptie van waterstofatomen verandert de sp2 hybridizatie van koolstofatomen in tetragonale sp3 hybridizatie, wat de geometrie van het oppervlak en de lokale elektronische eigenschappen verandert. Daarbij komt dat het reversibel openen van de verboden zone mogelijk is middels het sample een tijd te verhitten. De tweede aanpak om de verboden zone in grafeen te openen is door middel van adsorptie van porfyrines, om het ladingsoverdrachteffect te induceren op het met chemical vapor deposition (CVD) gemaakte grafeen oppervlak.

Amel Arramel (Indonesië, 1980) studeerde nanotechnologie in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials en gefinancierd door FOM.