Rasterkraftmikroskopie und -spektroskopie am magnetischen Molekül Co-Salen (eBook)

Die vorliegende Arbeit behandelt Experimente zur Rasterkraftmikroskopie und -spektroskopie an dem magnetischen Molekül Co-Salen. Sie zeichnet dabei die Entwicklung dieser Experimente, angefangen beim Design und Aufbau von Präparationseinrichtungen über die Messungen bis hin zu Vergleichen mit Rechnungen nach. In den ersten beiden Kapiteln werden die für die Experimente notwendigen physikalischen und messtechnischen Grundlagen vorgestellt. Anschließend wird die verwendete Instrumentierung beschrieben. Hier werden vor allem, speziell für die hier vorgestellten Experimente entworfene und die bestehende Instrumentierung erweiternde, Teile detailliert beschrieben. Dabei handelt es sich neben einem neuen Probenhalterdesign und einer Vorrichtung zum Spalten von isolierenden Einkristallen vor allem um einen neuartigen Verdampfer. Dieser Verdampfer kann direkt in einem, bei kryogenen Temperaturen betriebenen, Rasterkraftmikroskop verwendet werden um Moleküle auf kalte Substrate aufzubringen. Das Prinzip des Verdampfers ermöglicht eine Nachrüstung ohne Änderungen an empfindlichen Teilen des Mikroskops und ist darüber hinaus auch leicht an andere Aufbauten adaptierbar. Im Zuge dieser Arbeit wurde dabei eine neue Technik für die Herstellung einer ultra-hoch-vakuum-tauglichen Metall-Keramik-Verbindung entwickelt. In den, nach der Beschreibung der Probenpräparation, vorgestellten Messungen wird erstmals, neben der Orientierung auch der Adsorptionsplatz eines organischen Moleküls wie dem Co-Salen auf einem (Volumen) Isolator bestimmt. Dazu wurde das Substrat parallel zur Abbildung eines Moleküls atomar aufgelöst. Im letzten Kapitel wird die Problematik behandelt, dass es im Falle von Substraten, die aus mehreren Elementen bestehen, in der Regel unklar ist, welche Signale in den Messdaten die einzelnen Elemente repräsentieren. Um dies zu beantworten, wurden am University College London Berechnungen angestellt, die zusammen mit hier gezeigten Spektroskopiedaten für die Kombination aus ionischen Substraten und metallischen Messspitzen eine eindeutige und allgemein gültige Zuordnung ermöglichen.