Photoelektronenspektroskopie von Photoisomeren aufSchichtkristalloberflächen sowie Herstellung undUntersuchung des organischen MOP4-Kristalls

Iwicki, Jaroslaw

In dieser Arbeit wird die elektronische Struktur der auf der Oberfläche der Schichtkristalle 1T-TiTe2 und 1T-HfS2 adsorbierten Photoisomere Azobenzol, Disperse Orange 3 und Azo-TATA (Triazatriangulenium+Azobenzol) mit der Methode der winkelaufgelösten Photoelektronenspektroskopie untersucht. Das Filmwachstum der Moleküle sowie deren Charakterisierung auf den Oberflächen der Schichtkristalle konnte in impulsaufgelösten Photoemissionsmessungen untersucht werden. Der lichtinduzierte Schaltvorgang (Photoisomerisation) von Azobenzol auf HfS2 konnte mit Hilfe von Photoemissionsspektren nachgewiesen werden. In dieser Arbeit ist zudem ein MOP4-Kristall (1,4′′′-Dimethoxy-4,1′:4′,1′′:4′′,1′′′-quaterphenyl) hergestellt worden, mit dessen Hilfe der Charakter der Fluoreszenz von adsorbierten MOP4-Molekülen auf Kristalloberflächen (wie z.B. Glimmer) näher untersucht werden kann. Im apparativen Teil der Arbeit wurde eine Verdampferquelle zur Aufbringung von Molekülen auf die Oberflächen der Schichtkristalle unter Ultrahochvakuumbedingungen entwickelt und konstruiert. Mit diesem Aufbau ist es möglich Moleküle, intakt auf eine Kristalloberfläche aufzubringen. Weiterhin wurde eine Ofenvorrichtung zur Züchtung von organischen Kristallen aufgebaut, mit der es möglich ist, den Wachstumsvorgang visuell zu überwachen, um die gesuchten Wachstumsparameter schnellstmöglich zu ermitteln. Im wissenschaftlichem Teil der Arbeit zeigen Untersuchungen von Azobenzol auf der Stickstoff gekühlten Oberfläche von TiTe2 Stranski-Krastanov-Wachstum, während auf HfS2 Volmer-Weber-Wachstum angenommen wird. Desweiteren zeigt die gemessene elektronische Struktur des adsorbierten Azobenzols eine hervorragende Übereinstimmung mit den zuvor beobachteten Photoemissionsspektren in der Gasphase. Die in den Spektren beobachteten Verschiebungen, welche mit zunehmender Bedampfungszeit sowie zunehmendem Emissionswinkel beobachtet werden, werden Polarisationseffekten zugeordnet. Die elektronische Struktur von Disperse Orange 3 auf TiTe2 zeigt Dispersion und darüber hinaus einen zusätzlichen Peak nach längeren Bedampfungszeiten. Dieser Peak deutet in Übereinstimmung mit berechneten Ionisationsenergien eine stärkere intermolekulare Wechselwirkung an, wie bei Disperse-Orange-3-Dimeren beobachtet. Außerdem werden in dieser Arbeit erste Messungen der elektronischen Struktur von Azo-TATA auf den Oberflächen von TiTe2 und HfS2 vorgestellt. Ein Photoisomerisationsversuch von Azobenzol auf HfS2 ist erfolgreich durchgeführt worden, da die impulsaufgelösten Photoemissionsmessungen die erwarteten Änderungen in den Spektren zeigen. Weiterhin konnten MOP4-Kristalle gezüchtet werden, die in der Raumgruppe Pbca kristallisieren und folgende Einheitszelle aufweisen: a = 7.4989(5)Å, b = 6.1544(3)Å, c = 40.359(2)Å, V= 1862.6(2)Å^3. Im Kristallverbund sind die Moleküle in Schichten angeordnet, die in Richtung der c-Achse gestapelt werden. In Absorptionsmessungen konnte die Bandlücke zu 3.22 eV bestimmt werden. Fluoreszenzmessungen zeigen, dass die auf Glimmer beobachtete Fluoreszenz der MOP4-Moleküle den intrinsischen Eigenschaften von MOP4 zugesprochen werden kann.

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Iwicki, Jaroslaw: Photoelektronenspektroskopie von Photoisomeren aufSchichtkristalloberflächen sowie Herstellung undUntersuchung des organischen MOP4-Kristalls. 2009.

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