Bindungsgeometrie großer pi-konjugierter Moleküle auf Isolator-Oberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Moritz Sokolowski
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 110919499

Ziel des Projektes ist die Bestimmung der Bindungsgeometrie (des Adsorptionsplatzes und der internen strukturellen Veränderungen) von großen organischen pi-konjugierten Molekülen auf Oberflächen von Isolatoren (Dielektrika). Im Gegensatz zu Metalloberflächen liegt bisher nur sehr wenig quantitative Information zur Bindungsgeometrie von größeren organischen Molekülen an Isolatoroberflächen vor. Dies ist ein grundsätzliches Verständnis der Bindung von Molekülen an ionische weitlückige Oberflächen unbedingt erforderlich. Die Daten werden zudem erlauben Rechnungen mittels Dichtefunktional-Theorie (DFT) an experimentellen Daten zu überprüfen, was nicht trivial ist, da die relevanten van der Waals Wechselwirkung in DFT derzeit mit unterschiedlichen empirischen Korrekturen erfasst werden. Weiterhin unterstützen derartige Daten die Interpretation vieler anderer Experimente auf diesen Oberflächen, z.B. mittels STM, Photoemission oder optischer Spektroskopie. Im Projekt soll insbesondere das Modellmolekül PTCDA auf verschiedenen (100)-Oberflächen von Alkalihalogeniden (AH), z.B. KCl und NaCl, untersucht werden. Die Fragestellungen sind die folgenden: Welche Adsorptionsplätze werden eingenommen? Welche Rolle spielen die Coulomb-Wechselwirkungen zwischen partiell geladenen molekularen Gruppen und Ionen an der Oberfläche? Wie stark verzerren diese Wechselwirkungen die planare Ausgangsgeometrie des Moleküls und wie vergleicht sich die Situation mit denen auf Metalloberflächen. Methodisch sollen die Intensitäts-Energie-Abhängigkeit bei der Beugung langsamer Elektronen (LEED-IV) und Stehende Röntgen-Wellenfelder bei normalem Einfall (NIXSW) in Kombination mit dünnen epitaktischen Filmen der AH eingesetzt werden. Hinsichtlich der LEED-IV-Methode im Projekt wollen wir mit Herrn Prof. Dr. G. Held (University of Reading/GB) zusammenarbeiten. Die Anwendung von LEED-IV auf die Strukturen großer organischer Moleküle verlangt eine Weiterentwicklung dieser Methodik, wobei wir Ergebnisse durch Vergleich mit denen aus früheren NIXSW-Messungen absichern können. Das beantragte Projekt basiert auf den Ergebnissen des Projektes: Vertical bonding geometry of pi-conjugated molecules on surfaces (So407/6-1) des Antragsstellers, die im Antrag beschrieben werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Georg Held