Synthese und Charakterisierung neuer Schwefel-Tripodliganden für ...

KAPITEL 1 - Einleitung und Aufgabenstellung 3
nanoskalierte Teilchenensembles in ihrer Summe im Vergleich zu mikroskopischen
Teilchen gleichen Volumens deutlich größere Oberflächen aufweisen. Dazu kommen
quantenmechanische Effekte, deren Einflüsse in makroskopischer Materie meist
vernächlässigt werden können, im Nanometer-Maßstab jedoch stark an Einfluss
zunehmen.
Diese dabei neu entstehenden Eigenschaften stellen den großen Vorteil und die
große Chance der Nanotechnologie dar. Aufgabe der Wissenschaft ist es, diese
veränderten Eigenschaften zu erforschen, sie zu charakterisieren, Möglichkeiten,
Grenzen und eventl. Gefahren aufzuzeigen und sie darüber hinaus in sinnvolle wie
hilfreiche Anwendungen zu übertragen.
Bahnbrechende wissenschaftliche Ergebnisse, die auch ihren Weg in alltägliche
Anwendungen finden, basieren meist auf längjähriger, intensiver
Grundlagenforschung. Bezugnehmend auf die bereits erwähnten verschiedensten
Möglichkeiten zur Verbesserung von Oberflächeneigenschaften durch Nanopartikel,
ist in den letzten Jahrzehnten ein Wissenschaftszweig entstanden, der sich dem
Aufbau und der Entwicklung sowie der Modifikation und Untersuchung von dünnen
Schichten oder Filmen auf verschiedenen Oberflächen widmet. 2 Diese Schichten
oder Filme können aus mehreren, übereinander gestapelten Atom- oder
Moleküllagen zusammengesetzt sein, sie können aber auch aus nur einer einzigen
Molekülschicht bestehen. Man spricht in dem Fall von Monoschichten, Monolagen
oder monomolekularen Filmen. Ihnen gemeinsam ist das Prinzip, dass
maßgeschneiderte Moleküle aufgrund ihrer chemischen Beschaffenheit
Strukturelemente mit ausgeprägter Affinität besitzen, in Wechselwirkung mit
Oberflächen zu treten, sich durch unterschiedliche Bindungen an diese anzulagern,
sie zu bedecken. Entstehen durch diesen Adsorptionsprozess Monolagen, spricht
man von self-assembled monolayers (SAMs). Für gewöhnlich werden diese
Monolagen präpariert, indem das Substrat in eine Lösung mit Adsorbatmolekülen
eingetaucht wird. Die Bezeichnung SAM impliziert einen Ordnungsprozess bzw.
-zustand innerhalb dieser Schichten, der während der Schicht-/Filmbildung oder
direkt im Anschluss daran stattfindet und alleine durch die Wechselwirkung der
Moleküle mit der Substratoberfläche sowie untereinander während oder nach der
Adsorption bestimmt wird. SAMs werden an verschiedenen Systemen untersucht.
Als gängigste Substrate finden dabei Gold- 3,4 , insbesondere Au(111), oder
Siliciumoberflächen 3d,h ihren Einsatz. Derartige Oberflächenmodifikationen dieser