Desvendando os mecanismos de formação de redes organometálicas utilizando microscopia STM e espectroscopia Raman (TERS)

• Processo: 25/02160-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Abner de Siervo
• Beneficiário: Rafael dos Reis Barreto
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/12929-3 - Síntese na superfície de materiais de baixa dimensão de camada única e propriedades ajustáveis: entendendo sua integridade química, propriedades vibracionais, eletrônicas, e de spin, AP.TEM
• Assunto(s): Superfícies
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Metal-Organic-Frameworks (MOF) | nc-Atomic Force Microscopy | Scanning Tunneling Microscopy (STM) | Scientific instrumentation | superfícies | Tip Enhanced Raman Spectroscopy (TERS) | Física de Superfícies

Resumo

Neste projeto o bolsista irá explorar a formação de redes organometálicas sintetizadas em superfícies e que estão sendo investigadas em nosso grupo. O intuito será elucidar a nível atômico os mecanismos de formação das redes, bem como sua estrutura eletrônica , vibracional, e eventualmente de spin. Dentro do contexto do projeto temático, temos utilizado diferentes precursores orgânicos planares como blocos fundamentais de construção de nanoestruturas em superfícies. Estes possuem forma e tamanho distinto, cuja terminação pode ser dada por uma variedade de grupos funcionais, tais como, átomos halogêneos, piridina, carboxila, etc. Utilizamos estes grupos funcionais para polimerizar os precursores quando assistidos pela superfície, formando diferentes nanoestruturas 2D e 1D. No processo de formação das redes, existem fases intermediárias organometálicas que posteriormente evoluem para ligações covalentes. Uma maneira de sondar a formação destas ligações ao nível atômico é através da combinação de técnicas de sonda local, tal como STM (STS), nc-AFM e TERS. Para tanto, o bolsista ajudará a comissionar e operar o novo microscópio de ponta de prova (SPM) que inclui as técnicas supracitadas. O mesmo também será colaborador do projeto e auxiliará futuros usuários e alunos com treinamento. Objetivos:Aplicar de forma integrada as técnicas de sonda local STM (STS), nc-AFM, e TERS para a investigação a nível atômico de novas redes planares a base de carbono tais como nanofitas e redes porosas organometálicas e/ou covalentes. Dependendo do metal utilizado para formação da rede organometálica podemos induzir a formação de redes artificiais de spin. Para atingir estes objetivos, um microscópio criogênico (LT < 5.2 K) multitécnicas de ponta de prova (LT-SPM), operando em ultra alto vácuo (UHV) e circuito fechado de hélio, foi adquirido no projeto temático associado. O equipamento está previsto para ser entregue em set/2025. O novo laboratório para acomodar o novo equipamento já foi preparado durante o primeiro ano de desenvolvimento do projeto. Após sua instalação e certificação de operação pela companhia fornecedora (UNISOKU) será necessário realizar o comissionamento da máquina, suas partes e softwares. Por ser um equipamento de alta complexidade exigirá uma pessoa qualificada e treinada para operar o equipamento (com dedicação exclusiva a esta atividade) juntamente com os pesquisadores e alunos do projeto, bem como auxiliar na operação para atender possíveis usuários do EMU associado a este equipamento. O bolsista TT-5 deverá cumprir esta função ao longo dos dois primeiros anos de operação da instrumentação, mantendo constante interação com o fabricante para buscar soluções técnicas de problemas, desenvolver e documentar protocolos de operação, treinar e transferir conhecimento para alunos e usuários do EMU, além de participar ativamente das atividades científicas do projeto temático.