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FWF-Projekt AMI P 28216


 

Aggregation durch metallophile Wechselwirkungen

Die Selbst-Organisation von organischen Nanostrukturen auf Oberflächen hat in der Vergangenheit viele interessante Experimente angestoßen: So können z.B. offenporige Netze gebildet werden, die dann wieder selbst andere Moleküle oder Atomverbände (Cluster) aufnehmen. Neben ästhetischen Aspekten lassen sich an solchen Strukturen auch die sehr fundamentalen Wechselwirkungen zwischen den adsorbierten Molekülen untereinander und zum Substrat untersuchen. Die Nanostrukturen, im einfachsten Fall sind dies eindimensionale Reihen aus Molekülen die sich flach auf der Oberfläche anordnen, können dabei durch starke, kovalente Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen oder deutlich schwächere van-der-Waals-Bindungen zusammengehalten werden. Bisher wissenschaftlich nicht im Fokus waren metallophile Wechselwirkungen. Diese stärkste Wechselwirkung unter den Komplexen der Münzmetalle zeigen die Gold-Verbindungen.
Das Projekt konzentriert sich auf flüchtige Au(I)-Verbindungen, die in der Festkörperphase eine aurophile Wechselwirkung zeigen. Typischerweise findet die Wechselwirkung dabei entlang von 1D-Ketten oder innerhalb 2D-Ebenen statt. Daher ist anzunehmen, dass die Komplexe auch auf Oberflächen 1D- und 2D-Aggregate bilden. Dabei werden neue Au(I)-Verbindungen designt, synthetisiert und charakterisiert. In diesem Zusammenhang soll auch der Einfluss der Substrate untersucht werden: Für Gold und Silber wir eine starke Wechselwirkung erwarte, für TiO2-Oberflächen hingegen eine schwache. Um die Aggregation zu untersuchen, werden wir verschiedene Echtzeit-fähige Techniken anwenden: Photoelektronen-Emissions-Mikroskopie (PEEM) und Differentielle optische Reflektivitäts-Spektroskopie (DRS) können beide die Änderungen der Oberflächeneigenschaften während eines Aufdampfexperimentes aufzeichnen. Insbesondere das PEEM kann nicht nur die topografischen, sondern auch elektronenspektroskopische Informationen bis hinunter zur sub-µm-Skala der sich bildenden Kristallite aufnehmen. Durch die Kombination der verschiedenen Techniken aus der Oberflächenphysik werden wir die Aggregation nicht nur beobachten, verstehen sondern letztendlich auch kontrollieren können. Der iterativer Ansatz, bei dem die Liganden der Au(I)-Komplexe aufgrund der vorhergehenden experimentellen Ergebnisse modifiziert werden, erlaubt es schließlich, selbstorganisierte Strukturen mit variabler Dimensionalität bzw. Abstand zwischen den Au-Atomen herzustellen.

Institut für Experimentalphysik

Abteilung AOP

Adresse

Johannes Kepler Universität Linz
Altenberger Straße 69
4040 Linz

Standort

Physikgebäude, Erdgeschoss, Raum P006

Projektleitung

Assoz.Univ.-Prof. Dr. Thorsten Wagner

Telefon

+43 732 2468 5325

Website

jku.at/iep