Untersuchung organischer Adsorbate auf ... - Markus Lackinger

Coronen auf Ag(111) 32
lographische Daten vorliegen und die Orientierung der Moleküle zum Gitter ermittelt,
bzw. zwischen konkurrierenden Strukturvorschlägen diskriminiert werden soll. Die molekularmechanischen
Simulationen sind in Kombination mit LEED- und STM-Messungen
ein nützliches Werkzeug zur Strukturaufklärung organischer Adsorbate [Fre97, Ede98,
Sow98]. Obwohl dieses semi-empirische Verfahren sicher nicht in der Lage ist die starke
Wechselwirkung der Coronen-Moleküle mit dem Ag(111) Substrat adäquat zu beschreiben,
ist es zur Simulation der intermolekularen Wechselwirkungen durchaus brauchbar.
Für die Kraftfeld-Rechnungen wird die mittels LEED gefundene 4×4 Überstruktur als
Randbedingung vorgegeben und dann versucht das Energieminimum durch Variationen
in den verbleibenden Freiheitsgraden aufzufinden. Auch bei der Simulation konnte nach
einer Relaxation der Struktur die Neigung der Moleküle gegen die Oberfläche festgestellt
werden. Das Ergebnis ist in der pseudo-dreidimensionalen Ansicht in Abb. 4.6 dargestellt.
Es zeigt sich zwar die Verkippung der Molekülebenen gegen das Substrat, allerdings prägt
sich die oben eingeführte Orientierung der Rotationsachse nicht deutlich aus.
Abbildung 4.6: Coronen auf Ag(111); Ergebnis der Kraftfeld-Simulation mit DREIDING II
Kraftfeld.
Submonolagen
Bei sehr geringer Bedeckung tritt kein Inselwachstum auf, stattdessen sind vereinzelte
Coronen-Moleküle zu beobachten. Weil in den STM-Bildern vom Oberflächenzustand des
Ag(111) Substrats resultierende stehende Elektronenwellen registriert werden, soll vorab
ein kurzer Überblick über Oberflächenzustände, sowie deren Untersuchung mittels STM
gegeben werden.
Ursprung von Oberflächenzuständen
Jede Oberfläche bricht die Translationssymmetrie des idealen Kristalls, dadurch entsteht
ein zweidimensional ausgedehnter Defekt. Die Lösung der Schrödinger-Gleichung liefert
u.a. auch an der Oberfläche lokalisierte Wellenfunktionen, sogenannte intrinsische Oberflächenzustände.
Bei den dicht gepackten (111)-Oberflächen vieler fcc-Metalle, wie beispielsweise Au, Ag
und Cu treten elektronische Zustände auf, deren Aufenthaltswahrscheinlichkeit sich unmittelbar
an der Oberfläche konzentriert, die zugehörigen Wellenfunktionen fallen sowohl