Tieftemperatur Rastertunnelmikroskopie an Fe₄ Einzelmolkülmagneten auf Oberflächen

Abstract

In dieser Arbeit werden zwei verschiedene Fe4 Derivate auf den Oberflächen Gold, hexagonales Bornitrid und Graphen mit Hilfe von Rastertunnelmikroskopie sowie Rastertunnelspektroskopie untersucht. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf der Analyse von Fe4C74O18H128 (Fe4H), da dieses Derivat den Vorteil besitzt, dass es durch die sehr kurzen tripodalen Liganden flach auf der Oberfläche liegt und somit die leichte magnetische Achse senkrecht zu der Oberfläche ausgerichtet ist. Durch die STM Messungen konnte nachgewiesen werden, dass intakte Fe4H Moleküle mittels Elektrospraydeposition sowohl auf h-BN als auch auf Graphen aufgebracht werden können und sich einzeln und in Inseln auf der Oberfläche anordnen oder vollständige Monolagen bilden. Dabei sind Ordnungsstrukturen zu beobachten. Auch wurde gezeigt, dass Gold zum Aufbringen einzelner intakter Fe4H Moleküle aufgrund auftretender Fragmentierung nicht geeignet ist.STS Messungen im großen Spannungsbereich an h-BN ergaben eine gute Übereinstimmung mit der DFT Rechnung der Position der LUMO Resonanzen im Molekül. Auch konnten einzelne Spinanregungen bei STS Messungen im mV Bereich vor allem auf Graphen beobachtet werden.Neben den STM bzw. STS Messungen wurden auch Stabilitätsuntersuchungen an den Molekülen unternommen. Hierbei wurde gezeigt, dass das Molekül in einer THF/MeOH(6:1) Lösung nur für kurze Zeit stabil bleibt, was für den Depositionsprozess von großer Bedeutung ist.Ebenfalls wurden in dieser Arbeit SQUID Messungen an einem weiteren Einzelmolekülmagneten Mn12-ac durchgeführt. Messungen an einem Kristall und an einem Pulver zeigen die für dieses Molekül zu erwartenden Ergebnisse. Die SQUID Messungen am Film zeigen jedoch Diskrepanzen auf, die eine Änderung der magnetischen Eigenschaften im amorphen Zustand deutlich machen.