Grenzflächeneigenschaften organischer Moleküle auf Metalloberflächen

Duisburg, Essen (2010), 187 S.
Dissertation / Fach: Physik
Fakultät für Physik » Experimentalphysik
Möller, Rolf (Doktorvater, Betreuerin)
Schleberger, Marika (GutachterIn)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2010
Abstract:
In der vorliegenden Arbeit wurden Submonolagenbedeckungen der Modellmoleküle CuPc und PTCDA auf Cu(111) und PTCDA auf NaCl/Cu(111) untersucht. Als Hauptanalysemethode wurde die Rastertunnelmikroskopie eingesetzt. Strukturanalysen an CuPc auf Cu(111) sind ausschließlich bei tiefen Temperaturen möglich, da diese bei Raumtemperatur mobil sind. Zur Untersuchung dieser Strukturen und zur elektronischen Charakterisierung der Grenzflächeneigenschaften von organischen Filmen wurde ein Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop entwickelt, das für die Rastertunnelspektroskopie optimiert wurde. Die Adsorption von CuPc auf Cu(111) führt zu einer substratinduzierten Symmetriebrechung des Moleküls. Bei Betrachtung der besetzten elektronischen Zustände des Moleküls kann ein Schaltprozess zwischen zwei diskreten Niveaus beobachtet werden. DieseModifikationen sind bestimmt durch die On-Top-Adsorptionsgeometrie der Moleküle auf dem Substrat, die anhand hochaufgelöster LT-STM-Daten ermittelt wurde. Die PTCDA-Moleküle zeigen auf dem Cu(111)-Substrat zwei neue Überstrukturen bei tiefen Temperaturen, innerhalb derer die Moleküle verkippt auf dem Substrat vorliegen. Die intermolekulare Wechselwirkung des PTCDA scheint eine wesentliche Rolle für die Umstrukturierung bei tiefen Temperaturen zu spielen. Für PTCDA-Moleküle auf NaCl/Cu(111) konnten ebenfalls zwei neue Überstrukturen auf dem Kupfersubsrat gefunden werden, die die Ausbildung eines Metall-Organik-Komplex’ vermuten lassen. Auf dem NaCl-Film adsorbieren die Moleküle ausschließlich an polaren NaCl-Stufenkanten. Das deutet auf eine starke elektrostatische Wechselwirkung von PTCDA mit NaCl hin. Bei einer Erhöhung der Molekül-dichte tritt an den NaCl-Stufenkanten ein Vollmer-Weber-Wachstum auf.
Die lokale Spektroskopie an CuPc/PTCDA auf Cu(111) deutet auf die Ausbildung eines neuen Metall-Organik-Grenzflächenzustands. Dieser Zustand kann bei PTCDA-Molekülen und bei CuPc-Molekülen gefunden werden, die an PTCDA-Moleküle angebunden sind.