Induzierung und Untersuchung chemischer Reaktionen einzelner Bromaromat Moleküle mit dem Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop (TT-RTM)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Projekts konnte die Methode der in-situ Synthese von molekularen Strukturen auf Oberflächen („on-surface-synthesis") nicht nur optimiert, sondern auch auf eindimensionale molekulare Strukturen erweitert werden. Dabei wurden lineare Ketten zum einen aus Porphyrinmolekülen, ähnlich wie die zuvor venwendeten Br4TPP Moleküle, und zum anderen aus Fluorenbausteinen erzeugt. Es konnte gezeigt werden, dass sich mit dieser Methode konjugierte Polymere von außergewöhnlicher Länge bis zu über 100 nm defektfrei gewachsen werden können. Solche Strukturen sind von größtem Interesse als mögliche „molekulare Drähte", die für zukünftige Anwendungen in der molekularen Elektronik zum Ladungstransfer zwischen den einzelnen funktionalen Molekülen benötigt werden. Dabei stellt die Effizienz des Ladungstransports bzw. der exponentielle Abfall der Leitfähigkeit als Funktion der Drahtlänge ein zentrales Kriterium dar. Es konnte gezeigt werden, wie diese Größe zum ersten Mal für einzelne Polymere experimentell bestimmt werden kann, wobei die Mobilität und Flexibilität der Ketten eine wichtige Rolle spielt. Überraschendenweise konnten auf diese Art nicht nur elektronische, sondern auch mechanische Eigenschaften der einzelnen Polymere, die sich beim Hochziehen von der Oberfläche mit der RTM Spitze wie ein makroskopisches Seil verhalten, bestimmt werden. Darüber hinaus wurde versucht, den Ladungstransport durch Entkopplung mit Hilfe von dünnen NaCl Filmen zu bestimmen. Dieses Experiment hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, da die molekularen Ketten ausschließlich auf den Goldbereichen der Probe, und nicht auf den NaCl Inseln, adsorbieren und die Manipulation einzelner Ketten auf NaCI Inseln problematisch ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „Nano-architectures by covalent assembly of molecular building blocks". Nature Nanotechn. 2, 687-691 (2007)
L. Grill, M. Dyer, L. Lafferentz, M. Persson, M. V. Peters, and S. Hecht
- „Study and manipulation of single functionalized molecules by low temperature STM". J. Scann. Probe Microsc. 2, 19-23 (2007)
L. Grill, M. Alemani, K.-H. Rieder, F. Moresco, G. Rapenne, C. Joachim, M. V. Peters, and S. Hecht
- „Adsorption and switching properties of azobenzene derivatives on different noble metal surfaces; Au(111), Cu(111) and Au(100)". J. Phys. Chem. C 112, 10509-10514 (2008)
M. Alemani, S. Selvanathan, F. Moresco, K.-H. Rieder, F. Ample, C. Joachim, M. V. Peters, S. Hecht, and L. Grill
- „Functionalized molecules studied by STM: motion, switching and reactivity". J. Phys.: Cond. Matt. 20, 053001 (2008)
L. Grill
- „Spatial periodicity in molecular switching". Nature Nanotechn. 3, 649-653 (2008)
C. Dri, M. V. Peters, J. Schwarz, S. Hecht, L. Grill
