Gerichtete Cluster-Organisation mittels chemisch selektiver Nano-Kontakt-Lithographie

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Mit einer "bottom-up"-Methode soll versucht werden, möglichst monodisperse Metallcluster auf einer chemisch modifizierten Oberfläche zu erzeugen und gezielt mit Nanometerpräzision zu positionieren. Das Substrat, z. B. eine metallische Einkristalloberfläche, ist in einer Weise modifiziert, die den Clustern keinen direkten Kontakt erlaubt: bifunktionelle Moleküle adsorbieren mit einer für das Substrat affinen chemischen Gruppe. Eine zweite Funktion bleibt währenddessen durch eine inerte Kette getrennt. Sie komplexiert Metallionen aus einer wäßrigen Lösung. Mehrere komplexierende Zentren pro Molekül sorgen dafür, daß die nachfolgende chemische Reduktion zu Clustern definierter Größe und Struktur führt. Durch stromlose Metallabscheidung kann der Cluster kontrolliert von einem zweiten Metall bedeckt und vergrößert werden. Die Prozesse sollen in situ mit Rastertunnelmikroskopie, Ellipsometrie, Infrarot- und Summenfrequenzspektroskopie verfolgt werden. Die gezielte Positionierung der Cluster und ihre Anordnung in komplexen Mustern erfolgt durch die Anwendung der Nano-Kontakt-Lithographie. Die Methode ermöglicht durch simples Andrücken eines Polymerstempels, nur ausgewählten Bezirken auf dem Substrat die chemisch aktive Komponente anzubieten. Es lassen sich dadurch Flächen ausgewählter Geometrie im Nanometer-Bereich erzeugen und mit Clustern dekorieren. Bei hoher Verdünnung der bifunktionellen Moleküle soll versucht werden, Nanopixel mit je einem einzelnen Cluster zu isolieren.