Dokument: Rastertunnelmikroskopie an Molekuelaggregaten und Untersuchung der Resonanzverstaerkung des Tunnelstromes durch optische Anregung

Titel:	Rastertunnelmikroskopie an Molekuelaggregaten und Untersuchung der Resonanzverstaerkung des Tunnelstromes durch optische Anregung
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2272
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20030130-000272-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Möltgen, Holger [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 18,67 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Kleinermanns, Karl [Gutachter] Prof. Dr. Bettermann, Hans [Gutachter]
Stichwörter:	Rastertunnelmikroskopie,Selbstorganisation, Molekülaggregate, Verstärkung, Silberkolloide, HOPG, Astaxanthin
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Im ersten Teil der Arbeit wurden Molekuele mit biologischer und technologischer Relevanz auf Oberflaechen charakterisiert: Es wurde die Strukturierung von Bakteriochlorophyll cF, (BChl c) das als Lichtantennen in phototrophen Gruenbakterien wirkt, auf verschiedenen Oberflächen eingehend untersucht. Die gezielte Wahl des Lösungsmittels fuehrt bei dieser Substanz zu einer Bildung von definierten, selbstorganisierenden Aggregatstrukturen. Der molekulare Aufbau der gebildeten in-vitro Assoziate war bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmals ein volles Verständnis fuer die Konstitution der gefundenen Oberflaechenstrukturen gewonnen werden. In Ergaenzung mit spektroskopischen Daten wurden Modellsysteme fuer die vorliegenden Aggregatstrukturen entwickelt. Die Rolle der an der Assoziatbildung beteiligten funktionellen Gruppen wurde im Rahmen der Messungen untersucht. Dazu wurden semisynthetische Chlorine vermessen, die nur teilweise ein zum BChl c analoges Verhalten zur Bildung selbstorganisierender, supramolekularer Aggregate zeigen. Die Daten zum Aggregationsverhalten von BChl c lieferten wertvolle Hinweise fuer die beim Kooperationspartner am MPI fuer Strahlenchemie (Muelheim / Ruhr) durchgefuehrten Untersuchungen zu nativen und emisynthetischen Antennensystemen. Es konnte bei den Messungen zu den Carotinoiden gezeigt werden, dass diese nicht, wie urspruenglich angenommen, in Form von Nanokristalliten auf der Oberflaeche vorliegen. Hier sind besonders die Untersuchungen am R,R-Astaxanthin hervorzuheben, welches unter geeigneten Praeparationsbedingungen ein ausgeprägtes Verhalten zur Bildung von selbstorganisierenden H- und J-Aggregaten besitzt. Die Struktur der in Abhängigkeit vom Loesungsmittel gebildeten Assoziate konnte durch die RTM-Aufnahmen direkt demonstriert werden. In den Experimenten zur Präparation und Charakterisierung von Silber-Clustern in wässriger Phase konnte gezeigt werden, dass es durch Laserablation und Laserfragmentation möglich ist, Silberkolloide eines spezifizierten Größenbereichs in waessriger Loesung darzustellen. Es wurde weiterhin gezeigt, dass es eine kritische Größe fuer die untersuchten Silber-Cluster in diesem Medium gibt nach der sie wieder koagulieren. Diese kleinste Korngröße wurde auf unter 50 nm bestimmt. Es kann vermutet werden, dass der eigentliche Fragmentationsprozess temporär bis hinab in den Bereich von wenigen nm bzw. einigen Silberatomen stattfindet. Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine neue Form der optischen Rastertunnelspektroskopie entwickelt. Die im ersten Teil gewonnenen Erkenntnisse aus spektralen Daten und der damit verknuepften molekularen Oberflächenstrukturen lieferten wertvolle Vorarbeiten für diese Aufgabe. Durch eine Symbiose von lateral hochaufgelöster Rastertunnelmikroskopie und herkoemmlicher UV/VIS-Spektroskopie wurde hier erstmalig eine neue Methode der Spektroskopie vorgestellt. Die REST-Spektroskopie (Resonance Enhanced Scanning Tunneling) zeichnet sich dabei durch einen prinzipiell einfachen und nicht kostenintensiven apparativen Aufbau aus. Hierbei wird der Anstieg des Tunnelstroms bei resonanter optischer Anregung der molekularen Schicht registriert. Mit dem Tunnelstrom als Detektor wird ein lokal aufgeloestes UV/VIS-Spektrum gemessen. Der Anstieg des Tunnelstroms bzw. das Zurueckziehen der Tunnelnadel bei konstantem Tunnelstrom ist wahrscheinlich auf Photoleitfaehigkeit der untersuchten Halbleiterschichten zurueckzuführen. Bei höheren Lichtintensitöten spielt auch die thermische Ausdehnung der molekular dünnen Schicht nach optischer Anregung und Relaxation eine Rolle. Es gelang mit der Aufnahme von REST-Spektren der gezielte Nachweis von molekular dünnen Schichten auf HOPG-Probentraegern. Die REST-Spektren zeigen einen hohen Grad der Übereinstimmung mit parallel hierzu aufgenommenen Feststoffspektren im untersuchten UV/VIS-Bereich. Die in den Messungen beobachtete Ortsauflösung der REST-Spektren zielt auf eine moegliche Nachweisgrenze dieser Methode von nur einem adsorbierten Molekuel ab. Durch die Verwendung eines hochaufgeloesten, durchstimmbaren Lasersystems als Anregungslichtquelle koennte sogar eine intramolekular differenzierte Spektroskopie einzelner Molekuelgruppen realisiert werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	30.01.2003
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	30.01.2003
Datum der Promotion:	30.01.2003