Organophosphonate Functional Interfaces on carbon-based Semiconductors

• Applicant: Dr. Anna Cattani-Scholz
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials ; Solid State and Surface Chemistry, Material Synthesis
• Term: from 2015 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 275342009

• Final Report Year: 2020

Final Report Abstract

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.

Publications

• "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.
  (See online at 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.
  (See online at 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.
  (See online at 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.
  (See online at 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.
  (See online at 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.
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.susc.2020.121599)