funCOS 2C Spektroskopie und Elektronische Struktur

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr. Thomas Fauster


Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Festkörperphysik

Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Akronym: TP 2
Projektstart: 01.01.2018
Projektende: 31.12.2020


Abstract (fachliche Beschreibung):

In enger Zusammenarbeit mit den anderen funCOS-Projekten ist das Ziel
von funCOS 2 die Untersuchung der elektronischen Struktur adsorbierter
Porphyrine auf verschiedenen Oxidoberflächen mittels
Elektronenspektroskopie. Im Speziellen sollen nicht- funktionalisierte
Porphyrine sowie mit Carbonsäuren, Phosphonsäuren, Hydroxamsäuren,
Hydroxyl und Catechol funktionalisierte Porphyrine auf Magnesium-,
Titan- und Cobaltoxid studiert werden. Darüber hinaus sind auch
relevante Reaktionen der adsorbierten Moleküle mit der Oxidoberfläche
von Interesse; dazu gehören Metallierungs-, Metallionenaustausch- und
Dehydrierreaktionen. Um eine hinreichende Leitfähigkeit der Substrate zu
gewährleisten, sind dünne MgO(100)-Filme auf Ag(100), Rutil-TiO2(110)
Einkristalle sowie dünne CoO(100)-, CoO(111)- und Co3O4(111)-Filme auf
Ir(100) vorgesehen. Die Porphyrine werden standardmäßig auf die Oxide
unter Ultrahochvakuumbedingungen aufgedampft; zusätzlich steht für
empfindliche Moleküle mit instabilen Ankergruppen eine
Pulsspray-Depositionssystem zur Verfügung, das in funCOS 3 beantragt
wird. In der ersten Förderperiode lag der Schwerpunkt auf dem funCOS
"Showcase System" MgO(100) und einfachen Porphyrinen ohne Ankergruppen.
Für die kommende Förderperiode wollen wir uns Porphyrinen mit
Ankergruppen auf Titan- und Cobaltoxidoberflächen zuwenden. Die
elektronische Struktur der reinen Oxide und der adsorbierten Porphyrine
wird mit Zweiphotonenphotoemission und Photolumineszenzmessungen im
Labor in Erlangen untersucht werden, ergänzt durch Synchrotron-basierte
UV-Photoelektronenspektroskopie. Der Fokus liegt dabei auf den besetzten
und unbesetzten Zuständen und deren Rolle für die Bindungsbildung und
den Ladungstransfer. Basierend auf der für MgO(100) und TiO2(110)
beobachteten Selbstmetallierung von Porphyrinen, d. h. des Austausches
der beiden zentralen Protonen mit einem Metallion der Oberfläche, werden
wir diese Reaktion auch auf Kobaltoxidoberflächen untersuchen; für die
Messungen ist die Röntgenphotoelektronenspektroskopie besonders
geeignet. Kürzlich fanden wir auch Hinweise auf einen Austausch des
Kobaltions in Kobalt-5,10,15,20-Tetraphenylporphyrin mit einem
Magnesiumion einer MgO(100)-Oberfläche; dieser Fragestellung wollen wir
nun insbesondere mit Photolumineszenzmessungen nachgehen. Ein weiteres
wichtiges Thema ist die Untersuchung von Dehydrierreaktionen von
Tetraphenylporphyrinen, die zu C-C-Bindungen zwischen den Phenyl- und
Pyrrolringen führen. Solche Reaktionen sind für Metalle bekannt und wir
wollen sie nun auf Oxidoberflächen studieren; hierfür sollen
Nahkantenröntgenabsorption und stehende Röntgenwellenfelder zum Einsatz
kommen, die jeweils Rückschlüsse auf die molekulare Geometrie erlauben.
Eine weitere wichtige Fragestellung ist die Diffusion von
Porphyrinmolekülen in kondensierten Multilagenschichten, die mit einer
Kombination aus Röntgenphotoelektronenspektroskopie und
Temperaturprogrammierter Desorption untersucht werden soll.


Zuletzt aktualisiert 2019-06-03 um 08:23