MOST-Moleküle: Von Einzelmolekülstudien zu niedrigdimensionalen Nanostrukturen durch Oberflächensynthese

• Antragstellerin: Dr. Suchetana Sarkar
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584674685

Der Übergang zu erneuerbaren Energien erfordert effiziente Speicherlösungen, die Sonnenenergie aufnehmen, über lange Zeiträume speichern und bei Bedarf wieder freisetzen können. Molekulare Solarthermie-Systeme (MOST) bieten eine solche Strategie, indem sie Absorptions-, Speicher- und Abgabefunktionen in einem Molekül vereinen. Unter diesen ist das Norbornadien (NBD)-Quadricyclan (QC)-System aufgrund seiner hohen Energiedichte und reversiblen Isomerisierung besonders vielversprechend. Während das Schalten in Lösungen und teilweise auch auf Metalloberflächen bereits untersucht wurde, ist über ihr Verhalten auf Substraten mit großer Bandlücke oder isolierenden Substraten – Oberflächen, die für die Geräteintegration unerlässlich sind – noch wenig bekannt. Dieses Projekt erschließt die Untersuchung von NBD-Derivaten auf Metalloxidträgern unter Verwendung von Tieftemperatur-Rastersondenmikroskopie im Ultrahochvakuum. Das erste Ziel ist die Charakterisierung von Adsorption und reversibler Schaltbarkeit auf TiO₂ und Al₂O₃ Oberflächen. Das zweite Ziel ist die oberflächengestützte Synthese von kovalent gebundenen NBD-basierten Polymerketten und die Untersuchung, ob die kooperative Umschaltung in erweiterten Nanostrukturen bestehen bleibt. Schließlich werden elektronische Transportmessungen in STM-basierten Verbindungen die strukturelle Umschaltung direkt mit der elektronischen Reaktion in Verbindung bringen. Die Ergebnisse werden die Grundlage für die Erforschung der Integration von MOST-Systemen in Energieprozesse auf molekularer Ebene bilden. Dieses Projekt schafft einen Brückenschlag zwischen Modellstudien auf Metallen und den anwendungsrelevanteren Oxidoberflächen und unterstützt so die zukünftige Integration von MOST-Systemen in funktionale Nanostrukturen.

• DFG-Verfahren: Stelle