Echtzeit Abbildung der Bewegung einzelner Moleküle im aberrationskorrigierten LEEM

• Antragsteller: Dr. Simon Sindermann
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258095485

Die Selbstorganisation von Atomen und Molekülen auf Oberflächen stellt eine gute Möglichkeit zur Erzeugung von Nanostrukturen dar. Dabei spielt die Diffusion, also die thermisch aktivierte Bewegung der Moleküle auf der Oberfläche eine wesentliche Rolle. Für atomare Systeme wurde die Diffusion in der Vergangenheit ausführlich studiert und ist dabei gut verstanden.Für organische Moleküle ist sowohl die Diffusion, als auch die Selbstorganisation komplizierter. Durch ihren komplexen Aufbau müssen weitere Einflüsse berücksichtigt werden. So können z.B. Ladungsverschiebungen innerhalb der Moleküle oder räumlich unterschiedlich starke Bindung zu verschiedenen Anordnungssymmetrien führen. In der Rastertunnelmikroskopie (STM) wurde die Anordnung von Polyphenyl-Dicarbonitril-Molekülen auf metallischen Oberflächen studiert. Die Moleküle ordnen sich in verschiedenen Netzwerken an, wobei sich die Molekülorientierung in den Knotenpunkten unterscheiden kann. Da solche STM-Untersuchung bei tiefen Temperaturen erst längere Zeit nach dem eigentlichen Selbstorganisationsprozess durchgeführt werden, kann die Dynamik der Selbstorganisation hiermit nicht direkt untersucht werden.Die jüngsten Entwicklungen zur Korrektur von Linsenfehlern in der niederenergetischen Elektronenmikroskopie (Low Energy Electron Microscopy, LEEM) habe die Auflösung auf etwa 1.4 nm verbessert. Damit liegt diese nun in der Größenordnung von Polyphenyl-Dicarbonitril-Molekülen. Für beispielsweise Sexiphenyl-Dicarbonitril-Moleküle mit einer Länge von etwa 3 nm, sollte es nun möglich sein, einzelne Moleküle und insbesondere ihre Orientierung im LEEM in Echtzeit abzubilden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll die Dynamik der Selbstorganisation von Sexiphenyl-Dicarbonitril-Molekülen auf Silber- und Kupferoberflächen erstmalig in Echtzeit mit LEEM abgebildet werden. Dabei liegt besonderes Augenmerk auf der Molekülorientierung und deren Einfluss auf Diffusion und Selbstorganisation.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Rudolf Tromp