Aufbau kovalenter Polyoxometallat-Netzwerke (CPNs) auf Oberflächen als alternative Datenspeichermaterialien

• Antragsteller: Dr. Stanislav Petrovskii
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558671949

Das interdisziplinäre Projekt (Akronym: CovPOMNet) zielt darauf ab, das Potenzial der dynamischen kovalenten Chemie auf Oberflächen für die Bildung kovalenter Polyoxometallat-Netzwerke (CPNs) zu untersuchen, d. h. selbstassemblierter, eindimensionaler (1D) und zweidimensionaler (2D) Imin-basierter Überstrukturen, die aus hochgeordneten Polyoxometallat-Einheiten (POM) bestehen. Synthetisch verfügbare Bis-Amin- und Bis-Aldehyd-reaktive Hexavanadat-Derivate als bis-funktionalisierte Monomere sollen werden verwendet, um die Herstellung von Matrizen mit regelmäßig angeordneten, schaltbaren Moleküleinheiten zu ermöglichen. Um die effizienteste Strategie zur Herstellung dieser Arrays herauszufinden, sind umfassende Studien mit zwei verschiedenen Ansätzen geplant: (1) oberflächeninduzierte Selbstassemblierung an der für kovalente organische Gerüste (COFs) etablierten Oberfläche-Flüssigkeits-Grenzfläche und (2) die atomeffiziente und präzise kontrollierte Methode der Ion Soft-Landing. Die hergestellten Oberflächenüberstrukturen werden mit mikroskopischen (STM oder LC-AFM) und spektroskopischen (FTIR und XPS) Methoden untersucht. Es sollen auch elektrische Messungen von molekularen (STS) und nanoskaligen (C-AFM) Arrays durchgeführt werden, um Erkenntnisse über die Schalteigenschaften von in CPN-Arrays eingebetteten Hexavanadatgerüsten zu gewinnen. Diese Messungen sollen die grundlegende Frage nach den Interplays zwischen den Strukturparametern von CPN und den elektronischen Eigenschaften der einzelnen molekularen Schalteinheiten beantworten. Die erzielten Ergebnisse sollen ein neues Konzept für oberflächengestützte reguläre CPNs realisieren und damit nicht nur grundlegend neue Erkenntnisse über das Selbstorganisationsverhalten anionischer POMs auf Oberflächen liefern, sondern auch die Entwicklung großflächiger, reaktionsfähiger, molekular adressierbarer Elektronik anregen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen