Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

50 — Forschung Lehrstuhl für Angewandte Physik / Festkörperphysik Prof. Dr. Torsten Fritz Forschungsschwerpunkte  Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in organischen epitaktischen Adsorbatschichten: Organische Dünnschichten mit Schichtdicken im Monolagenbereich weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit ihrer optischen und elektronischen Eigenschaften von der Schichtstruktur auf. Das Hauptziel unserer For- schung ist die Entwicklung von Grundlagen für den Einsatz von organischen Nanomaterialien in zu- künftigen Geräten.  Organische Supraleiter: Eine recht neue Klasse von organischen Supraleitern stellen K-dotierte po- lyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe da, die von uns umfassend untersucht werden  2D-Materialien: Epitaktisches Graphen, hexagonales Bornitrid (h-BN), Übergangsmetalldichalcogeni- de  Optische in situ Spektroskopie: Die von uns angewandte Differentielle Reflexionsspektroskopie (DRS) erlaubt es uns, die Lichtabsorptionseigenschaften von Dünnschichten (Empfindlichkeit besser als 0,1 ML, also effektiv 0,03 nm) und Grenzflächen genau zu bestimmen. Alkalimetallatome werden häufig zur einfachen aber effizienten n -Dotierung von organischen Halbleitern verwendet. Der Einbau von Dotierstof- Forschungsprojekt 1: K-Interkalation von PTCDA auf Ag(111) fen aus der Gasphase in molekulare Kristall- strukturen muss jedoch kontrolliert und gut ver- standen werden, um die elektronischen Eigen- schaften (Ladungsträgerdichte und Mobilität) des Targetmaterials zu optimieren. Die Kaliuminterkalation in 3,4,9,10-Perylen- tetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA) - Monola- gendomänen auf einem Ag(111) - Substrat indu- ziert unterschiedliche stöchiometrieabhängige strukturelle Umordnungsprozesse, die zu hoch- geordneten und großen KxPTCDA-Domänen füh- ren. Die entstehenden Strukturen haben wir durch Tieftemperatur-Rastertunnel[Wasserstoff] mikroskopie (ST[H]M) und niederenergetische Elektronenbeugung (LEED) als Funktion der Stö- chiometrie genau analysiert. Die Messergebnis- se werden durch Berechnungen und Simulatio- nen mittels Dichtefunktionaltheorie bestätigt. Die K-Atome adsorbieren in der Nähe der Sauerstoff- atome der PTCDA-Moleküle, und ihre Positionen konnten mit Sub-Ångström-Genauigkeit be- stimmt werden. [1] C. Zwick, A. Baby, M. Gruenewald, E. Verwüster, O. T. Hofmann, R. Forker, G. Fratesi, G. P. Brivio, E. Zojer und T. Fritz: Complex Stoichio- metry-Dependent Reordering of 3,4,9,10-Perylenetetra-carboxylic Dianhydride on Ag(111) upon K Intercalation. ACS Nano 10, 2365– 2374 (2016), DOI: 10.1021/acsnano.5b07145 . [2] A. Baby, M. Gruenewald, C. Zwick, F. Otto, R. Forker, G. v. Straaten, M. Franke, B. Stadtmüller, C. Kumpf, G. P. Brivio, G. Fratesi, T. Fritz und E. Zojer: Fully Atomistic Understanding of the Electronic and Optical Properties of a Prototypical Doped Charge-Transfer Interface. ACS Nano 11, 10495–10508 (2017), DOI: 10.1021/acsnano.7b05828 . Abb. 1. Vergleich von experimentellen STM- und STHM-Bildern (a, c) mit einem simulierten STM-Bild (b) der K 2 PTCDA-Phase. Nur im STHM sind die K- Atome als kleine einzelne Punkte sichtbar. Aus [1].