Rastersondenmikroskopische Untersuchung der Bindungsmechanismen organischer Moleküle auf Oberflächen: Halogenbindung und Ullmann-Reaktion

Abstract

In dieser Dissertation werden die Mechanismen der Selbstassemblierung und die Bottom-Up-Syntheseprozesse halogenierter Aromaten auf Metalloberflächen behandelt. Dabei wird erstmalig die Chemical-Bond-Imaging-Methode eingesetzt, um mit einem Rasterkraftmikroskop die Adsorptionsgeometrie von Iodotriphenylen auf Ag(111)- und Cu(111)-Oberflächen zu studieren und somit die Triebkräfte der Selbstassemblierung zu entschlüsseln. Es hat sich herausgestellt, dass sich auf der Ag(111)-Oberfläche hauptsächlich Trimere und Tetramere bilden, auf Cu(111) jedoch überwiegend Monomere und Trimere, aber keine Tetramere. Als Hauptursachen wurden die Abschwächung des Sigma-Loches der Iodgruppe durch das Kupfersubstrat als auch die stärkere Molekül-Substrat-Interaktion auf Cu(111) herausgearbeitet. Die Zusammensetzung selbstassemblierter Strukturen kann damit über die Wahl des Substrats gesteuert werden. In einem weiteren Experiment wurde der Einfluss der dreidimensionalen Adsorptionsgeometrie organischer Vorprodukte auf den Bottom-Up-Reaktionsweg anhand von 9-X-10-(1,1’:3’,1”-terphenyl-5’-yl)anthracene (X = Br, I) auf Au(111), Ag(111) und Cu(111) nachvollzogen. Mittels konventioneller Rastersondentechniken und dem Einsatz der Sondenspitze als Werkzeug zur Zerlegung von Molekülclustern konnte der ungewöhnliche Reaktionsweg dieses Moleküls nachvollzogen werden. Die spezielle Adsorptionsgeometrie erlaubte in wenigen beobachteten Fällen die Kreuzkupplung mit 3-Bromo-4''iodo-p-terphenyl.