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96 Kapitel 7: Zusammenfassung und Diskussion
Tunneln bei höheren Spannungen nachgewiesen werden. Insbesondere der Übergangspunkt
zwischen diesen Mechanismen unterscheidet sich bei ODT und Amino-PEG deutlich. Da
die Barrierenhöhe der Moleküle ähnliche Werte zeigt, wird tendenziell eine Abhängigkeit
des Übergangspunktes von der Moleküllänge gesehen, wie sie von Simmons beschrieben
wird [10, 12].
Die Ergebnisse der Tropfen-Elektroden-Experimente mit Alkanthiolen zeigen, dass sich
MEA Chips als Bottom-Elektroden zur Untersuchung des Ladungstransports verwenden
lassen. Des Weiteren wurden Oligopeptide der Aminosäure Asparaginsäure (D) (Kettenlänge
3-6) als biologisches Modellsystem untersucht. Am C-Terminus dieser Oligopeptide
befand sich ein Cystein (C), welches die Immobilisierung der Moleküle auf Goldoberächen
erlaubt [124]. Zum Vergleich dieser D-Peptiden wurde ein Oligopeptid des Alanin (A)
mit der Sequenz CAAA herangezogen. Durch Oberächenplasmonresonanzspektroskopie
(engl. Surface Plasmon Resonance, SPR) und Rasterkraftmikroskop (engl. Atomic Force
Microscope, AFM) wurde gezeigt, dass die Peptide eine Monolage auf Goldoberächen bilden.
Auch konnte der Oberächenanteil, der auf Grund von Defekten unbedeckt bleibt,
mit Hilfe von elektrochemischen Untersuchungen abgeschätzt werden. Mit Hilfe der MEA
Chips und EGaIn Tropfen wurden molekulare Brücken mit Monolagen der Oligopeptide
untersucht. Es konnten I -V Kennlinien aller Peptide aufgenommen werden. Obwohl die
Kennlinien mitunter stark von einer Beschreibung nach Simmons abweichen, wurde direktes
Tunneln als dominanter Ladungstransport festgestellt. Auch konnte die Barrierehöhe der
Peptide CDDD and CAAA zu Φ CDDD =3.8 eV und α CDDD =0.99 bzw. Φ CAAA =3.2 eV
und α CAAA =0.99 bestimmt werden. Des Weiteren wurden starke Schwankungen in den
Kennlinien zwischen verschiedenen Brücken gefunden. Eine statistische Analyse dieser Variationen
führte zu dem Schluss, dass die Peptide einen deutlich geringeren Grad der Selbstorganisation
erreichen als Alkanthiole. So führen ach liegende Moleküle im Gegensatz zu
aufrechten zu einer Verringerung der eektiven SAM Dicke. Da beim direkten Tunneln die
Schichtdicke exponentiell den Ladungstransport beeinusst, führen ungeordnete Moleküle
zu Fluktuationen in den Kennlinien.
Elektrische Messungen auf molekularer Ebene haben auch im Allgemeinen eine hohe Variation
in den Ergebnissen. Daher wird oft eine hohe Statistik benötigt, um zuverlässige
Aussagen über das untersuchte Molekül zu treen. Die hier vorgestellte parallele Herstellung
vieler Brücken ist daher eine sinnvolle Ergänzung der Tropfen-Elektroden-Technik.
Des Weiteren ist die Kontaktäche zwischen Tropfen-Elektrode und Bottom-Elektrode
durch die Abmessungen der MEA Elektroden deniert. Diese liegt deutlich unterhalb der
üblicherweise verwendeten Kontaktächen in Tropfen-Elektroden-Experimenten und ist
damit näher an den Bedingungen von Flächenkontakten in potentiellen Anwendungen.
Jedoch birgt diese Technik auch verschiedene Probleme. Die Variationen in Tropfen-Elektroden
Experimenten sind durch die Rauigkeit des Substrates bestimmt. So führt die Rauigkeit
der Metalllme zu Fluktuationen, da die eektive Kontaktäche von Elektrode zu
Elektrode stark variiert. Durch die Verwendung von atomar glatten Schichten ( Template
Stripped, TS) kann dieser Eekt minimiert werden [104, 105]. Jedoch ist die Herstellung
von TS-Au Schichten nicht mit den Herstellungstechniken eines MEA Chips vereinbar.
Zur Verringerung der Fluktuationen wurde die Verwendung des leitfähigen Polymers PE-
DOT:PSS als Interface zwischen SAM und Tropfen-Elektrode untersucht. Aus anderen
Arbeiten ist bekannt, dass PEDOT:PSS das Potential hat, den elektrischen Kontakt zwischen
SAMs und Metallelektroden bilden zu können [33, 131]. In dieser Arbeit wurde