Real-time view of single molecule motion with aberration corrected LEEM
Final Report Abstract
Im Rahmen des geförderten Projekts wurde das Wachstum von Polyphenyl-Dicarbonitrid-Molekülen (NC-Ph4-CN) durch niederenergetische Elektronenmikroskopie studiert. Dabei stellte sich die Präparation einer sauberen und atomar glatten Probenoberfläche als Herausforderung heraus. Darüber hinaus ergaben sich aber auch Probleme in der Stabilität der NC-Ph4-CN-Netzwerkstrukturen. Bereits durch einen niederenergetischen Elektronenstrahl werden diese Netzwerke sehr rasch zerstört. Somit war es nicht möglich die Bildung von Netzwerken bei Bedeckungen unterhalb einer Monolage ausführlich zu studieren. Dennoch ist gelungen zu zeigen, dass auch diese Netzwerke im LEEM nachgewiesen werden können. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass sich verschiede Domänen bilden und ab einer gewissen Bedeckung kompakte Inseln aus NC-Ph4-CN-Molekülen entstehen. Für das Wachstum von NC-Ph4-CN auf Cu ergab sich ein klares Lage-für-Lage-Wachstum in drei, durch den Cu-Kristall vorgegebenen, Molekülorientierungen. Für weitergehende Studien eignet sich die Kombination aus Materialsystem und Untersuchungsmethode allerdings nicht besonders gut. Ein Stabileres Materialsystem wäre hier zu bevorzugen. Auch der Einfluss von kleinsten, mikroskopischen Störungen und Verunreinigung hat bereits einen sehr großen Einfluss auf die Strukturbildung und das Molekülwachstum. Dies macht das Studium dieses Systems im LEEM sehr schwer. Die Bildung einer Überstruktur von PMMA-Molekülen auf Graphen konnte hier nicht bestätigt werden. Trotz sorgfältiger Untersuchungen konnte die PMMA-Überstruktur, die bei freistehendem Graphen bekannt ist, auf Graphen auf SiC nicht reproduziert werden. Im System des Scandiums auf HfO2 und SiO2 wurde eindeutig gezeigt, dass der Oxidationsprozess des Sc unterschiedlich verläuft. Die Eigenschaften der Sc-Lage ändern sich während des Erwärmens stark. Mehrfache Kontraständerungen zwischen den SiO2 und HfO2- Bereiche wurden beobachtet. Zusätzlich ist dabei gerade das Absinken der Austrittsarbeit, das letztlich die thermische Emission ermöglicht hoch interessant. Der Einfluss des Sauerstoffreservoirs, das das HfO2 zu Verfügung zu stellen scheint, bleibt dabei genauso eine spannende Fragestellung für zukünftige Forschungsprojekte wie die Untersuchung der genauen Dynamik des Oxidationsprozesses.
