Abbildung von auf Metallmediatoren basierenden Nanostrukturen im Echtraum

Supramolekulare, zyklische Strukturen können als Wirte genutzt werden, um Prozesse zu untersuchen, welche innerhalb dieser räumlich beschränkten Regionen auf der Nanoskala stattfinden. Das Projekt umfasst Charakterisierung und Manipulation dieser Strukturen auf einer metallischen Oberfläche unter Ultrahochvakuum-Bedingungen mittels eines Rastertunnelmikroskops (RTM).

weiterlesen



Entkopplung Ein- und Zweidimensionaler Confinement-Effekte von Wall-Effekten

Das Ziel dieses Projekts ist es, den Einfluss von Confinement auf chemische Reaktionen zu untersuchen. Confinement erhöht zwar die Kollisionswahrscheinlichkeit, könnte aber ebenso die Flexibilität chemischer Reaktionen beschränken. Die Auswirkungen der Beschränkung auf eine oder zwei Dimensionen lässt sich mittels oberflächenwissenschaftlicher Methoden untersuchen.

weiterlesen



Einsichten in die Dynamik von photoinduzierter Chemie unter eingeschränkten Solvatationsbedingungen

Die photoinduzierte Solvatationsdynamik von organischen Molekülen bei eingeschränkten Solvatationsbedingungen wird mittels eines Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskops untersucht. Dabei wird ein Elektron aus der metallischen Oberfläche in ein photoreaktives Molekül induziert, indem es mit einem Femtosekunden-Laserpuls angeregt und dann in das Tunnel-Regime fokussiert wird. Diese Photoreaktion wird zunächst in einer amorphen Eis-Umgebung und anschließend in einer anderen Lösungsmittel-Mischung durchgeführt, um den Einfluss der Lösungsmittel zu untersuchen.

weiterlesen



Justierbare laserinduzierte photolytische Reaktion organischer Moleküle unter Confinement

Um komplexe und elementare chemische Prozesse (z. B. organische Reaktionen oder Solvatation) zu untersuchen, wird eine schwach wechselwirkende Umgebung benötigt. Um unverfälschte Echtraum-Einsichten in diese Prozesse zu erhalten, nutzen wir Xenon-Schichten auf Metalloberflächen als schwach wechselwirkendes Interface.

weiterlesen



Dynamik der Elektronen-Solvatation in Ammoniakclustern adsorbiert auf Kupferoberflächen

In diesem Projekt untersuchen wir lasergestützte Prozesse, welche in Ammoniakclustern auf metallischen Kupferoberflächen stattfinden. Unser Ziel ist, die Diffusion einzelner Moleküle und kleiner Cluster zu erforschen. Wir untersuchen sowohl Cluster als auch die Elektronensolvatation in größeren Clustern.

weiterlesen



Mikroskopische Untersuchung von Halbleiter-Wasser-Wechselwirkung auf kristallinen Oberflächen

Zinkoxid (ZnO) ist ein Halbleiter mit großer Bandlücke, der oft als Katalysator genutzt wird (z. B. für die Wassergas-Shift-Reaktion). Daher ist es von fundamentaler Bedeutung, die Wechselwirkung zwischen Wasser mit ZnO zu untersuchen.

weiterlesen



Ionen-Lösungsmittel-Dynamik an Interfaces auf mikroskopisch-molekularer Größenordnung und Zeitskala

Ionen-Lösungsmittel-Wechselwirkungen und Elektrontransfers auf hybriden Interfaces sind von elementarer Bedeutung wegen ihrer häufigen Anwendung in den Gebieten der Energiespeicherung und der Energieumwandlung. In diesem Projekt untersuchen wir einfache Solvatomere, welche aus Ionen mit koadsorbierten Lösungsmitteln bestehen. Wir kombinieren Rastertunnelmikroskopie und Femtosekunden-zeitaufgelöste Spektroskopie, um komplementäre Erkenntnisse bezogen sowohl auf die Struktur der Solvatomere als auch auf die Elektronendynamik zu gewinnen.

weiterlesen



Hydratation eines Azobenzolderivats

Wechselwirkungen zwischen Lösemittel und gelöstem Stoff spielen in der Chemie eine große Rolle, da der Verlauf einer chemischen Reaktion durch die Art des Lösemittels stark verändert werden kann. Wasser ist das am häufigsten vorkommende Lösemittel auf unserem Planeten, daher ist es enorm wichtig die Wechselwirkungen zwischen Wasser und der in ihm gelösten Moleküle zu verstehen.

weiterlesen



Eigenschaften und Photodissoziation von Diazocarben-Vorstufen

Carbene sind für organische und anorganische Chemiker wegen ihrer charakteristischen Reaktivität gleichermaßen interessant, da sie, abhängig von ihrer Struktur und Zusammensetzung, als Singulett oder Triplett auftreten können. Durch geschickte Variation der beiden Parameter können beide Zustände energetische soweit angenähert werden, dass sie (z.B. durch Licht) ineinander umgewandelt werden können, wie Matrixisolationsexperimenten gezeigt haben [1].

weiterlesen



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.

weiterlesen



Untersuchung der Adsorptionsgeometrie von Halogenbenzolen auf Metalloberflächen mittels IR-Spektroskopie

Die Adsorption organischer Moleküle auf Metalloberflächen ist für das Verständnis der heterogenen Katalyse von großem Interesse. Eine anerkannte und weit verbreitete Untersuchungsmethode ist dabei die IR-Spektroskopie (siehe auch: Methoden: FTIR spectroscopy). Das Prinzip beruht dabei auf der Anregung von Schwingungen der zu untersuchenden Moleküle durch infrarotes Licht.

weiterlesen



Einfluss von Ionen und ihrer Solvatation auf die Struktur von Wasser auf Metalloberflächen

Um elektrochemische Prozesse in der Nähe von fest-flüssig-Grenzflächen besser zu verstehen, ist es unabdingbar, den Einfluss von Ionen und ihrer Solvatation auf die Struktur von Wasser in der Nähe von Metalloberflächen zu untersuchen. Daraus gewonnene Erkenntnisse können sowohl in der Elektrokatalyse von Bedeutung sein, als auch zum Verständnis von Solvatation in der Nähe von Elektroden beitragen. Nichtsdestotrotz gibt es kaum experimentelle Erkenntnisse über Solvatation auf atomarer Ebene

weiterlesen



Untersuchung der Wechselwirkungen von Porphyrinen mit strukturiertem GaN bei Raumtemperatur

Galliumnitrid (GaN) ist ein III/IV-Halbleiter mit großer Bandlücke. Die einzigartigen Eigenschaften, wie z.B. die hohe Wärmeleitfähigkeit, die hohe mechanische Stabilität und vor allem die große Bandlücke von 3,4 eV, machen GaN zu einem interessanten Werkstoff für verschiedene Anwendungsgebiete im Bereich der LEDs, der Hochleistungselektronik und temperaturstabilen Anwendungen in der Photokatalyse.

weiterlesen



Tiefe Einblicke in Wasser

Das Tieftemperatur-Rastertunnel-Rasterkraftmikroskop (TT-STM/AFM) ist eine Kombination aus einem Rasterkraftmikroskop und einem Rastertunnelmikroskop. Diese Kombination zweier leistungsfähigen Rastersondenmikroskope ermöglicht die Charakterisierung atomarer und elektronischer Strukturen verschiedener Probenoberflächen bei tiefen Temperaturen, sowie die Manipulation einzelner Moleküle und Atome auf der Probenoberfläche. Um dies zu ermöglichen, wird das Mikroskop besonders vor Störquellen abgeschirmt und mit flüssigem Helium gekühlt.

weiterlesen



Untersuchung der Wassergas-Shift-Reaktion mit Hilfe von ort- und zeitaufgelösten "pump-probe" Experimenten

Ziel der Doktorarbeit ist der Aufbau eines "pump-probe" Experiments, welches die hohe Zeitauflösung (fs = 10-15s) eines Lasers mit der hohen Ortsauflösung
(100pm = 10-10m) eines STMs (Scanning Tunneling Microscope) verbindet. "Pump-probe" Experimente zeichnen sich dadurch aus, dass die Probe zunächst mit Hilfe eines ultrakurzen Laserpulses in einen angeregten Zustand gebracht wird. Nach Ablauf einer Zeitverzögerung im fs- oder ps-Bereich wird die Probe durch einen zweiten Laserpuls weiter angeregt.

weiterlesen



Kombination eines fs-Lasers mit einem STM

Ziel der Doktorarbeit ist der (Wieder)-Aufbau und die Inbetriebnahme einer Anlage die ein Tieftemperatur-STM und einen Femtosekunden-Laser verbindet. Beide Methoden an sich werden seit mehreren Jahrzenten erfolgreich eingesetzt, die Verbindung dieser beiden Messmethoden ermöglicht einzigartige Einblicke in das Verhalten einzelner Atome.

weiterlesen



Untersuchung der Wechselwirkungen von Wassermolekülen mit verschiedenen molekularen Adsorbaten auf Metalloberflächen

Die Untersuchung von molekularen Adsorbaten auf Metalloberflächen und ihren physiko-chemischen Reaktionen ist hinsichtlich der Anwendungsmöglichkeiten für z.B. Brennstoffzellen, Halbleiterindustrie, Umweltchemie und Katalyse von hohem Interesse. Der Einblick in die molekularen Wechselwirkungen von Adsorbaten mit Wassermolekülen ist ein erster Schritt zum Verständnis von chemischen Prozessen an Oberflächen und hilft bei der Modifikation der Benetzungseigenschaften der Materialien.

weiterlesen