Untersuchung organischer Adsorbate auf ... - Markus Lackinger

Inkorporation von Gästen 97
(a) 20×20 nm 2 (b) 13×13 nm 2
Abbildung 7.7: Chickenwire-Struktur in Heptansäure; In die hexagonal angeordneten Zellen
des Wirt-Gast-Systems sind Coronen-Moleküle aus der flüssigen Phase eingelagert.
tierten Fullerenen sind für Coronen aber benachbarte Zellen besetzt, so daß die Moleküle
zurück in die flüssige Phase gehen. Nachfolgende Scans desselben Probenausschnitts demonstrieren
das Ausheilen dieser mit dem STM geschaffenen Defekte. Auf einer Zeitskala
von Minuten werden die Zellen aus der flüssigen Phase wieder besetzt. Diese Beobachtung
gibt Anlaß zu der Vermutung, die Situation mit fast vollständiger Besetzung der
Kavitäten repräsentiert das thermodynamische Gleichgewicht. Die einzelnen Fehlstellen
sind dann thermischer Anregung geschuldet und aus ihrer Häufigkeit könnte die Energiedifferenz
besetzter und unbesetzter Zellen deduziert werden. Allerdings ist die auftretende
Anzahl ”
natürlicher“ Fehlstellen für eine statistisch signifikante Aussage zu gering. Zudem
müßte für die statistische Analyse eine Erzeugung auch der einzelnen Punkt-Defekte
durch Wechselwirkung mit der STM-Spitze ausgeschlossen werden können.
Eine nähere Betrachtung der submolekular aufgelösten Coronen-Gäste enthüllt Unterschiede
in ihrer internen Struktur. Manche Coronen-Moleküle erscheinen deutlich hexagonal
mit klar aufgelösten inneren Maxima - ein Beispiel ist durch das Sechseck in
Abb. 7.7(b) markiert. Andere dagegen erscheinen eher rotationssymmetrisch - ein Beispiel
ist durch den Kreis in Abb. 7.7(b) markiert - dazwischen gibt es viele Übergangszustände.
Eine Erklärung dafür kann die freie Rotation von Coronen in den Zellen bieten. Diesen
Freiheitsgrad hätten dann aufgrund von Unterschieden in der Adsorbat-Substrat Bindung
bzw. geringfügig anderer Wechselwirkung mit der TMA-Zellwand nicht alle Moleküle.
Weiterhinsindingrößeren geordneten Domänen, wie beispielsweise in Abb. 7.7(a), Anzeichen
eines Übergitters der verschiedenen Coronen-Kontraste auszumachen. Das spricht für
einen Moiré-Effekt durch etwas andere Adsorptionsplätze der unterschiedlich erscheinenden
Coronen-Gäste. Hingegen in Ausschnitten mit hoher Defektdichte ist kein Ordnungsprinzip
der runden und hexagonalen Coronen-Moleküle mehr erkennbar. Dieser Sachverhalt
könnte mit der Relaxation der TMA-Struktur an den unbesetzten Kavitäten und
damit einher gehenden Veränderungen der Adsorptionsplätze des Coronen in der Nachbarschaft
erklärt werden.