Wachstum, thermische Entwicklung und Phasentransformationen von NTCDA und Tetracen auf der Ag(111)-Oberfläche

In der vorliegenden Dissertation wurden das Wachstum und die thermische Entwicklung der organischen Moleküle 1,4,5,8-Naphthalin-Tetracarbonsäure-Dianhydrid (NTCDA) und Tetracen (Tc) auf einer Ag(111)-Oberfläche im Bereich ultradünner Schichten untersucht. Die Präparation der Schichten erfolgte dafür...

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Bibliographic Details
Main Author: Braatz, Carolin
Contributors: Jakob, Peter (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2014
Physik
Subjects:
TPD
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:In der vorliegenden Dissertation wurden das Wachstum und die thermische Entwicklung der organischen Moleküle 1,4,5,8-Naphthalin-Tetracarbonsäure-Dianhydrid (NTCDA) und Tetracen (Tc) auf einer Ag(111)-Oberfläche im Bereich ultradünner Schichten untersucht. Die Präparation der Schichten erfolgte dafür durch Molekularstrahlepitaxie aus thermischen Verdampfern unter Ultrahochvakuumbedingungen. Als Methoden wurden die Infrarotabsorptionsspektroskopie (IRAS), die Beugung niederenergetischer Elektronen (SPA-LEED) und die Temperatur-programmierte Desorption (TPD) verwendet. Für NTCDA wurde im Bereich einer Monolage der Übergang zwischen der dicht gepackten sogenannten komprimierten Monolage, die 1,0 Monolagen entspricht, und der weniger dicht gepackten relaxierten Monolage untersucht, die einer Bedeckung von 0,9 Monolagen entspricht. Der Übergang erfolgt im Bereich von 350~K bis 400~K. In beiden Monolagen sind die Moleküle parallel zur Oberfläche orientiert. Durch Postdeposition weiteren Materials auf die relaxierte Monolage konnte eine weitere Monolagenphase präpariert werden, bei der die Moleküle aufrecht auf der Oberfläche stehen. Im Bereich der Submonolage wurde eine weitere geordnete Struktur entdeckt, die aus der relaxierten Monolage durch die Verschiebung ganzer Molekülreihen hervorgeht. Für Bedeckungen zwischen ein und zwei Monolagen wurde eine metastabile und ebenfalls parallele Bilage beobachtet, die weitgehend vom Metall entkoppelt ist. Überschreitet die Bedeckung eine Menge von zwei Monolagen, kommt es nicht zur Bildung der Bilage, sondern es entsteht direkt eine Multilagenphase. Bei der Untersuchung von Schichten zwischen zwei und 20 Monolagen wurden abhängig von der Bedeckung und Probentemperatur während der Deposition zwei verschiedene Multilagenphasen nachgewiesen. Die Anordnung der Moleküle untereinander entspricht dabei in beiden Fällen der im NTCDA-Festkörper, die Orientierung relativ zur Oberfläche unterscheidet sich jedoch. Für Tc wurden bei Bedeckungen von etwas über zwei Monolagen die beta-Phase und deren Übergang in die alpha-Phase per IRAS und im SPA-LEED abgebildet. Experimente im Bereich einer Monolage und darunter wurden unter Verwendung von flüssigem Stickstoff beziehungsweise flüssigem Helium als Kühlmittel sowohl bei einer Probentemperatur von 77 K als auch von 28 K durchgeführt. Für Messungen bei 77 K konnten die aus der Literatur bekannten Erkenntnisse bestätigt werden, dass unterhalb einer Monolage durch die repulsive Wechselwirkung der Moleküle untereinander eine ungeordnete Phase vorliegt, die durch Hinzufügen weiteren Materials in die alpha-Phase überführt werden kann. Durch Messungen bei 28 K konnten für Bedeckungen unterhalb einer Monolage zwei weitere Tieftemperaturphasen nachgewiesen werden. Diese werden beim Abkühlen der Probe bei etwas unterhalb von 77 K gebildet und konnten daher bei bisherigen Messungen bei Stickstoffkühlung nicht beobachtet werden. Eine davon ließ sich der schon in der Literatur per Rastertunnelmikroskopie nachgewiesenen gamma-Phase zuordnen. Zur Untersuchung der Temperaturabhängigkeit der Entstehung der einzelnen Phasen wurden während des Abkühlens in rascher Wiederholung Schnitte durch jeweils einen ausgewählten Beugungsreflex im SPA-LEED gelegt. Aus den gewonnenen Daten wurde ein gut aufgelöstes Phasendiagramm für Tc/Ag(111) erstellt.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2014.0227