Platzspezifische Reaktivität der Si(001)-Oberfläche

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Die lokale Reaktivität von Adsorptionsplätzen auf Siliziumoberflächen kann durch Adsorbate in der Nachbarschaft sehr stark modifiziert werden. Dieser für die kontrollierte Funktionalisierung von Halbleitern mit organischen Molekülen wichtige Effekt soll mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops (STM) im Ultrahochvakuum systematisch untersucht werden. Dazu werden auf einer Si(001)-Oberfläche durch die Voradsorption mit atomarem Wasserstoff gezielt bestimmte Anordnungen von dangling bonds erzeugt und isoliert. Die Größe der Bereiche kann dabei von einzelnen dangling bonds und isolierten Dimeren bis hin zu größeren Clustern von dangling bonds und Dimeren reichen. Die lokale elektronische Struktur der hergestellten Konfigurationen wird dann mit Hilfe der Rastertunnelspektroskopie (STS) charakterisiert. Anschließend wird deren Reaktivität durch die Exposition mit definierten Gasmengen bestimmt. Zunächst soll die Reaktivität einfacher Modell-adsorbate wie molekularer Wasserstoff, Ethen, Cyclopenten und Cyclooctadien untersucht werden. Später sollen die Experimente auf bi-funktionale organische Moleküle ausgedehnt werden. Die Rastertunnelspektroskopie wird dabei auch zur Untersuchung der Adsorbatkonfiguration nach der Adsorption der Moleküle auf der Si-Oberfläche herangezogen. Ziel der Experimente mit allen Adsorbaten ist es, durch die systematische Modifikation der Oberfläche ein grundlegendes Verständnis für die Korrelation von lokaler elektronischer Struktur und Reaktivität zu erreichen.