Promotionsvortrag von Ismail Baltaci

In der folgenden Studie werden die ersten Experimente zur Aufklärung der Adsorption von Theobromin auf Au(111), Few-Layer Graphen/6H-SiC(0001) und Cu(100) vorgestellt. Die englische Bezeichnung Few-Layer Graphen steht hierbei für bis zu 3 Graphenlagen. Die Selbstanordnung von Theobromin wird mittels Rastertunnelmikroskops (engl. scanning tunneling microscope, STM) und niederenergetischer Elektronenbeugung (engl. low-energy electron diffraction, LEED) untersucht. Zusätzlich werden LEED-Muster simuliert und sowohl mit gemessenen LEED-Mustern als auch mit 2D-schnellen Fourier-Transformationen (engl. 2D-fast Fourier transform, 2D-FFT) von STM-Messungen verglichen. Auf Au(111) und Few-Layer Graphen/6H-SiC(0001) wird gezeigt, dass die Adsorbateinheitszelle rechteckig ist und 4 Theobromin Moleküle beinhaltet. Die Moleküle unterscheiden sich jedoch innerhalb der Einheitszelle in der Orientierung relativ zueinander. Auf Au(111) zeigen die Theobromin Moleküle Prochiralität, welche mit Gleitspiegelsymmetrien erklärt wird. Die Adsorption auf Cu(100) zeigt bei dem hier verwendeten Versuchsaufbau keine geordnete Struktur, was auf eine stärkere Adsorbat-Substrat Wechselwirkung hindeutet. Durch Erhöhen der Substrattemperatur wird keine geordnete Struktur erzielt. Die Moleküle desorbieren bei einer Temperatur von 180 °C. Mithilfe der LEED Simulationen werden auf Au(111) 6 Theobromin-Domänen mit einer Rotation von 30° und auf Graphen 3 Domänen mit einer Rotation von 60° relativ zueinander gefunden. Des Weiteren wird ein Strukturmodell der Theobromin Moleküle auf Au(111) vorgestellt, basierend auf Gleitspiegelsymmetrie. Die Molekülorientierungen auf Few-Layer Graphen/6H-SiC(0001) werden anhand von STM-Messungen mit Intramolekularauflösung bestimmt. Zusätzlich wird durch die angenommene Theobromin Adsorbatstruktur ein Moiré-Muster auf Graphen erklärt. Dieses wird auf die Überlagerung des rechteckigen Theobromingitters mit der hexagonalen 6 × 6-Rekonstruktion auf Graphen/6H-SiC(0001) zurückgeführt.

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