Seltenerd-modifizierte Siliziumoberflächen als Substrat für organische Schichten

• Antragsteller: Professor Dr. Mario Dähne
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533876942

Das geordnete Wachstum dünner organischer Schichten auf Siliziumsubstraten ist gegenwärtig von großem Interesse, sowohl wegen ihrer faszinierenden physikalischen Eigenschaften als auch in Hinblick auf mögliche Anwendungen einschließlich der Integration organischer Materialien in die Siliziumtechnologie. Allerdings sind reine Siliziumoberflächen hochreaktiv wegen ihrer unabgesättigten hängenden Bindungen, so dass sich normalerweise ungeordnete organische Schichten bilden. Eine interessante Alternative sind Siliziumoberflächen, die durch eine dünne Schicht von Atomen wie z. B. Wasserstoff, Bor oder Metallatomen modifiziert sind und als Substrat für organische Schichten intensiv untersucht wurden. Vor kurzem haben wir erstmalig beobachtet, dass mit einer Seltenerd-Silizid-Monolage bedeckte Si(111)-Oberflächen ein vielversprechendes Substrat für das Wachstum von hochgeordneten organischen Schichten sind, in diesem Fall von Kobalt-Phthalocyanin-Molekülen.In dem vorliegenden Projekt planen wir eine detaillierte Untersuchung ausgewählter organischer Moleküle auf diesen Seltenerd-modifizierten Siliziumoberflächen, um die atomare Struktur und Morphologie der Schichten, die Mechanismen geordneten Wachstums sowie ihre elektronischen und chemischen Eigenschaften zu bestimmen. Hierfür setzen wir Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie, Beugung niederenergetischer Elektronen, Photoelektronenspektroskopie sowie Röntgenabsorptions-Nahkantenspektroskopie ein. Durch gezielte Auswahl von Molekülen mit unterschiedlicher Struktur und unterschiedlichen Eigenschaften potentiell reaktiver Seitengruppen können wir die Balance zwischen der weniger lokalen van-der-Waals-Wechselwirkung und der lokalen chemischen Bindung justieren, um die Beweglichkeit der Moleküle und somit ihre Tendenz zur Bildung geordneter Schichten zu variieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen