Przełom dzięki nanokryształom
W ramach projektu o nazwie „Zintegrowane tunelowanie nanokryształów w elektronice molekularnej” ('Integrated nanocrystal tunnelling for molecular electronics' - Innate) zbadano własności i potencjał nanokryształów metali o rozmiarach kwantowych w kontekście stosowania ich jako aktywne elementy molekularnych układów elektronicznych. Naukowcy pragnęli zademonstrować nowatorskie zastosowania nanokryształów w powyższych systemach, ze szczególnym uwzględnieniem bramkowania elektrolitycznego ('electrolyte gating') w naelektryzowanych złączach stało/ciekłych. Następnie, finansowany ze środków UE zespół podjął wyzwanie zintegrowania elementów pozwalających konfigurować urządzeniado pionowej mikroskopii skanującej sondy ('vertical scanning probe microscopy') oraz konfiguracji elektrod z nanoluką (nanogap electrode setup'), w celu tworzenia układów nanoelektronicznych. Partnerzy projektu skoncentrowali się na charakterystyce elektrochemicznej i elektronicznej niewielkich, funkcjonalizowanych nanocząstek złota ('monolayer protected clusters' - MPCs). Udało się, po raz pierwszy w historii, zademonstrować możliwość prawidłowego, kwantowanego ładowania MPC złota w niskotemperaturowej cieczy jonowej odpornej na działanie powietrza i wody. Osiągnięcie to ma ważne znaczenie z technologicznego punktu widzenia: ciecze jonowe posiadają bliską zera prężność pary oraz obiecującą stabilność termalną i elektrochemiczną. Badanie kwantowanego procesu ładowania klasterów wykazało, że kluczowym elementem projektowania urządzenia elektrochemicznego jest odpowiedni dobór elektrolitu. Inne eksperymenty przeprowadzone w ramach projektu wykazały, że do osiągnięcia stabilizowanych elektrostatyczne nanokryształów pomocne może się okazać podejście oparte na unieruchomieniu elektrostatycznym ('electostatic immobilisation'). Odkrycie to jest istotne z punktu widzenia zastosowań elektroanalitycznych i katalitycznych. W ramach projektu Innate udało się zademonstrować możliwości wykorzystania tunelowania za pośrednictwem nanokryształów w elektronice molekularnej. Osiągnięcia te mogą stać się podstawą do ulepszenia metodologii z zakresu elektrochemii w powiązanych obszarach badawczych, a tym samym przynieść istotne skutki społeczno-gospodarcze w przyszłości.
