Funktionale Grenzflächen von Organophosphonaten auf kohlenstoff-basierten Halbleitern

• Antragstellerin: Dr. Anna Cattani-Scholz
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275342009

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die neuesten Entwicklungen in der Mikroelektronik, der Energieumwandlung und dem Design von Sensorvorrichtungen sind sehr eng mit unserer Fähigkeit verbunden, wohldefinierte Oberflächen mit chemischen Mitteln selektiv zu modifizieren. Insbesondere die Passivierung und Funktionalisierung von Halbleiteroberflächen ist in den letzten Jahren zu einem Ziel für die Realisierung neuartiger Bauelemente geworden. Wir haben neue Hybridsysteme entwickelt, wobei wir uns auf die Anwendung der Organophosphonat-Chemie zur kovalenten Oberflächenmodifizierung konzentriert haben. Insgesamt ermöglichte das Projekt eine bedeutende Verbesserung des Verständnisses des Mechanismus der Phosphonat-bindung und lieferte neue Erkenntnisse über die Anordnung, Orientierung, chemische Integrität und Gleichmäßigkeit von Schichten auf Phosphonat-basis nicht nur auf kohlenstoffbasierten Materialien, sondern auch auf Siliziumoxid und Siliziumnitrid. Schließlich wurde die Organophosphonat-Chemie zur Optimierung funktioneller Grenzflächen für Anwendungen in der Biosensorik angewandt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• "Surface-Directed Molecular Assembly of Pentacene on Aromatic Organophosphonate Self-Assembled Monolayers Explored by Polarized Raman Spectroscopy", J. Raman Spectrosc. 2016, 48, 235–242
  Yazji S.; Westermeier C.; Weinbrenner D.; Sachsenhauser M.; Liao K-C.; Noever S.; Postorino P.; Schwartz J.; Abstreiter G.; Nickel B.; Zardo I.; Cattani-Scholz A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/jrs.5007)
• “Functional Organophosphonate Interfaces for Nanotechnology: A Review”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 25643-25655
  Cattani-Scholz A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acsami.7b04382)
• “Synthesis and Optimization of Organic Sensing Platforms for Label-free DNA Detection”, IEEE-NEMS 2017, 118-121
  Bartl J. D.; Tornow M.; Stutzmann M.; Cattani-Scholz A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1109/NEMS.2017.8016987)
• “Photocurrent generation of biohybrid systems based on bacterial reaction centers and graphene electrodes”, Diamond and Related Materials 2018, 89, 286-292
  Csiki R.; Drieschner S.; Lyuleeva, A.; Cattani-Scholz A.; Stutzmann M.; Garrido J. A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.diamond.2018.09.005)
• “Role of Different Receptor-Surface Binding Modes in the Morphological and Electrochemical Properties of Peptide-Nucleic-Acid-Based Sensing Platforms”, Langmuir, 2019, 35 (9), 3272–3283
  Bartl J. D.; Scarbolo P.; Brandalise D.; Stutzmann M.; Tornow M.; Selmi L.; Cattani-Scholz A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b03968)
• “Modification Of Silicon Nitride With Oligo(Ethylene Glycol)-Terminated Organophosphonate Monolayers”, Surface Science, 2020, 121599
  Bartl J. D.; Gremmo S.; Stutzmann M.; Tornow M.; Cattani-Scholz A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.susc.2020.121599)