Inelastische Elektronentunnelspektroskopie an solvatisierten Strukturen
Solvatation ist ein grundlegender Mechanismus für chemische Prozesse, bestimmt den Verlauf von Synthesewegen und katalytischen Reaktionen, und ist daher ein viel diskutiertes Thema der modernen physikalischen Chemie.
Um die Solvatation im Detail zu verstehen, untersuchen wir einzelne Moleküle auf Oberflächen, die von Wassermolekülen umgeben sind. Bei dem sogenannten „bottom-up“-Ansatz dient dieses System als Modell für Solvatationsprozesse. Wir konnten bereits zeigen, dass spezifische Adsorptionsplätze der Wassermoleküle an solvatisierten Molekülen mithilfe der Rastertunnelmikroskopie (engl.: scanning tunneling microscopy – STM) untersucht werden können [1]. In diesem Projekt soll die Bindungsstärke der Wassermoleküle an die adsorbierte Spezies mithilfe der inelastischen Elektronentunnelspektroskopie (IETS) bestimmt werden. Unter Verwendung beider Methoden lassen sich so Informationen zur Bildung von Solvatationshüllen bestimmen.
Auf Oberflächen adsorbierte Moleküle ändern durch die Wechselwirkung mit der Oberfläche jedoch ihre Orbitalstruktur. Zur besseren Vergleichbarkeit mit der Solvatation in der flüssigen Phase soll diese Wechselwirkung durch die Verwendung einer dünnen Lage Xenon zwischen der Metalloberfläche und den adsorbierten Molekülen minimiert werden. Es wird erwartet, dass die Wechselwirkungen der Moleküle mit der Xenonlage nur durch van-der-Waals-Kräfte bestimmt werden und die Änderung der Orbitale somit verringert wird.
In diesem Projekt soll der Einfluss der Xenonlage auf die Solvatation mit STM und IETS untersucht und mit theoretischen Modellen verglichen werden.
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martin.meyeraufderheide@rub.de
[1] Henzl J., Boom K., Morgenstern K. , J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 (38), 13341–13347
Using the first steps of hydration for the determination of molecular conformation of a single molecule.
Abb. 1: STM-Aufnahme von Xenon auf Cu(111):
