On-Surface Supramolecular Networks: Structure and Dynamics of Formation in Ultra-High Vacuum and at the Solid/Liquid Interface

On-surface supramolecular chemistry inspired the fabrication of a large variety of atomically controlled systems and on-surface synthesis allowed the production of low-dimensional materials with atomic precision. Since numerous surface-supported nanostructures are constantly developed, their possible applications stimulate diverse areas of research such as catalysis, organic electronics, surface sensing, surface functionalization and nanopatterning. Several protocols and interfacial approaches have been developed for the production of surface-supported supramolecular networks by self-assembly and by far, the increasing interest for nanomaterials with innovative functionalities has boosted the search in on-surface activation of chemical reaction for the covalent stabilization of more complex molecular architectures. Photochemistry was furthered as a promising approach for this purpose and pioneering examples allowed a deeper understanding of light-induced on-surface chemical reactions. However, the search in this field is still at its birth and further research is required. The Scanning Tunneling Microscope provides the necessary resolution for this studies in various conditions, including solid/liquid or solid/air interfaces or Ultra High Vacuum (UHV).

La chimica supra-molecolare di superficie ha permesso la produzione di numerose nanostrutture tramite l'utilizzo di protocolli di sintesi innovativi. In questo modo si sono ottenuti, tramite controllo strutturale a livello atomico e molecolare, numerosi materiali a ridotta dimensionalità. L'applicazione di tali scoperte si sviluppa nell'ambito della ricerca relativa alla catalisi, all'elettronica organica, alla funzionalizzazione e alla sensibilizzazione della superfici. Poiché esistono diversi approcci per per la produzione di tali strutture, la ricerca ha spinto i propri interessi verso la nano-fabbricazione di materiali per ottenerne, sfruttando varie tecniche, di innovativi, più stabili ed efficienti. La fotochimica di superficie in questo senso, permette di ottenere materiali molto complessi ed inoltre permette di capire i fenomeni alla base dei processi di sintesi indotta dalla luce, che ad oggi, non sono del tutto semplici da interpretare. La microscopia a scansione di tunneling (STM) fornisce l'opportuna risoluzione spaziale per questo tipo di studi, i cui principi sono ancora oggi oggetto di dibattito.