Rasterkraftmikroskopie mit CO-Spitzen: Abbildungsmechanismen auf Metallatomen und Halogenbindungen

Abstract

Diese Dissertation behandelt die Halogenbindung zwischen adsorbierten Halogenaromaten. Im Detail wurde das Bindungsverhalten von 3-Bromo-4´-iodo-p-terphenyl und 4-Bromo-3´-iodo-p-terphenyl mit einem Tieftemperatur-Rasterkraftmikroskop auf Cu(111)- und Au(111)-Oberfächen untersucht. Auf Kupfer wurde eine unerwartete Bevorzugung von Bindungen zwischen den Bromgruppen festgestellt. Mit der chemical-bond-imaging-Technik konnte die Bindungsgeometrie ermittelt werden und eine signifikante Abweichung von der optimalen Typ II-Halogenbindung festgestellt werden. Im Kontrast dazu wurde auf Au(111) eine nahezu optimale Typ II Geometrie und eine Bevorzugung von Iod-Iod-Bindungen beobachtet. Mit Vergleichsmessungen an einem Strukturisomer konnte ein sterischer Einfluss als Ursache ausgeschlossen werden. In einer weiteren Studie wurde darüber hinaus der Einfluss der fexiblen CO-Spitze auf das Kontrastverhalten von AFM-Messungen mit atomarer Aufösung untersucht. Auf Cu(111), Au(111) und Ag(111) wurde eine signifikante laterale Verschiebung der scheinbaren Atompositionen registriert, die einen großen Einfluss auf die positionsgetreue Bestimmung molekularer Adsorptionspositionen besitzt.

This dissertation deals with the halogen bond between adsorbed haloarene compounds. In detail, the binding behaviour of 3-Bromo-4´-iodo-p-terphenylene and 4-Bromo-3´-iodo-p-terphenylene on Cu(111)- and Au(111)-surfaces was investigated with a low temperature scanning force microscope. On copper, an unexpected preference for bonds between the bromine groups was found. The chemical bond imaging technique was used to determine the bond geometry and to detect a significant deviation from the optimal type II halogen bond. In contrast, Au(111) showed an almost optimal type II geometry and a preference for iodine-iodine bonds. With comparative measurements on an isomer, a steric influence could be excluded as a cause. In a further study, the influence of the flexible CO probe on the contrast behavior of atomic resolution AFM measurements was investigated. On Cu(111), Au(111) and Ag(111) a significant lateral shift of the apparent atomic positions was observed, which has a large influence on the accurate determination of molecular adsorption positions.