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Die Grafik veranschaulicht, wie Jodatome (lila) zwischen das organische Netz und die metallische Unterlage wandern und so die Haftung reduzieren. Grafik: IFM, University of Linköping |
Am Synchrotronspeicherring BESSY II
des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat ein internationales Team einen
raffinierten Weg gefunden, um organische Nanostrukturen von Metalloberflächen
abzukoppeln. Die Messungen belegen: Durch Einschleusen von Jod erhält man ein
Netz aus organischen Molekülen, die fast wie ein freistehendes Netz erscheinen.
Dies könnte ein Weg sein, um Nanostrukturen von Metalloberflächen auf andere
Oberflächen zu übertragen, die sich besser für molekulare Elektronik eignen.
Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ publiziert.
Manche organische Moleküle
vernetzen sich – typischerweise auf reaktiven Metalloberflächen – über
chemische Bindungen zu ausgedehnten Nanostrukturen. So können sehr stabile
zweidimensionale molekulare Netze entstehen. Allerdings haften diese Netze fest
auf dem metallischen Untergrund, was ihre natürlichen Eigenschaften stark
beeinflusst. Um solche organischen Netze beispielsweise in der
Molekularelektronik zu nutzen, müsste man das Metall aufwändig entfernen.
Jod verringert die Haftung
Nun hat ein Team um PD Dr. Markus
Lackinger von der TU München und dem Deutschen Museum zusammen mit Partnern
anderer Universitäten in Deutschland und Schweden einen raffinierten Weg
gefunden, um die Haftung zwischen Netz und Metall zu reduzieren: „Nach der
Synthese des Netzwerks auf einer Silberoberfläche haben wir gasförmiges Jod
eingesetzt. Wir hatten gehofft, dass Jod zwischen die organische Schicht und
das Metall einwandert“, erklärt Lackinger. Ihre Probe bestand aus
Phenylringen, die sich auf einer Silberoberfläche zu einer Nanostruktur
(Polyphenylen) vernetzen. Tatsächlich wanderte Jod unter die vernetzten
Phenylringe und bildete eine atomar dünne Zwischenschicht zur Metalloberfläche.
Die Messungen an BESSY II belegten: Nach dem Einwandern von Jod verhielt sich
das molekulare Netz fast wie ein freistehendes Netz.
Neue Stempeltechniken denkbar
Die Ergebnisse sind im Hinblick auf
künftige Anwendungen sehr interessant: „Molekulare Nanostrukturen wachsen nicht
auf allen Oberflächen. Daher müssen wir Stempeltechniken entwickeln“, sagt
Markus Lackinger. „Dann könnten wir die Nanostrukturen auf Metalloberflächen
herstellen und sie mit Stempeln auf andere Oberflächen übertragen, die für die
Molekularelektronik besser geeignet sind. Dass wir mit einer Zwischenschicht
Jod die Haftung der Netze reduzieren können, ist vielleicht ein erster Schritt
in diese Richtung.“
Zur Publikation: Post-Synthetic
Decoupling of On-Surface Synthesized Covalent Nanostructures from Ag(111), Atena Rastgoo-Lahrood,
Jonas Björk, Matthias Lischka, Johanna Eichhorn, Stephan Kloft, Massimo
Fritton, Thomas Strunskus, Debabrata Samanta, Michael Schmittel, Wolfgang M.
Heckl, Markus Lackinger, Angew. Chem. Int. Ed.. doi: 10.1002/anie.201600684
Kontakt zum Experten:
PD Dr. Markus Lackinger 0049-892179605
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Pressestelle Helmholtz-Zentrum
Berlin
Dr. Antonia Rötger
Tel.: +49 (0)30-8062-43733
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