Intelligente molekulare Spitzen für chemisch-sensitive Rastersondenmikroskopie mit atomarer Auflösung

• Antragsteller: Dr. Markus Bender
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400734514

Das interdisziplinäre Projekt Intelligente molekulare Spitzen für chemisch-sensitive Rastersondenmikroskopie mit atomarer Auflösung basiert auf Grundlagen der Chemie-, Physik- und Materialwissenschaften. Organische Synthesechemie wird zur Herstellung neuer Moleküle, die attraktive Wechselwirkungen mit Metallatomen eingehen und diese somit effektiv koordinieren, zu Grunde gelegt. Die Wechselwirkung dieser Moleküle mit den Metallatomen wird ausgenutzt, um eine kontrollierte Übertragung auf nanometergroße metallische Spitzen zu ermöglichen. Die metallische Spitze (Sonde) wird in einer Funktionsweise ähnlich eines Nadeldruckers über eine zu untersuchende Probe (Atome, Moleküle, etc.) geführt bzw. gerastert (Rastersondenmikroskopie) und physikalische Wechselwirkungen/Kräfte zwischen der Probe und Spitze registriert. Aus den registrierten Signalen kann ein direktes Abbild der Oberfläche erstellt werden. Zur Gewährleistung der Sichtbarkeit einzelner Atome (Hochauflösung) ist eine Wechselwirkung zwischen einem einzigen Atom der metallischen Spitze und der Probenoberfläche notwendig. Dies ist derzeit nur unkontrolliert, zeitaufwendig und nicht direkt reproduzierbar durch nichtselektive Funktionalisierung mit einzelnen Atomen oder kleinen Molekülen im Ultrahochvakuum realisierbar, da die metallischen Spitzen selbst keine atomar scharfe Geometrie aufweisen. Die vorgeschlagenen Moleküle bergen das Potential eine kontrollierte und einfachere Art der Übertragung zu ermöglichen, die Stabilität präparierter Spitzen verglichen mit derzeit etablierten Standards zu verbessern und den Weg zu hochaufgelösten Abbildungen bisher unerreichter komplexer Strukturen (Naturstoffe, mikroporöse Materialien usw.) zu ebnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Felix R. Fischer