University thesis:
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2017
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Description:
Der Kondo-Effekt und inelastisches Elektronentunneln sind bedeutende Effekte in der Physik des Elektronentransports durch einzelne Atome und Moleküle. In den Ableitungen der Strom-Spannungs-Kennlinie treten charakteristische Fano-artige Linienformen auf. Um solche Signaturen zugänglich zu machen, wird in dieser Arbeit ein Ultrahochvakuum-Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop optimiert. Anschließend wird der Kondo-Effekt an Co-Atomen auf der Au(110)-Oberfläche behandelt. Im Spektrum des differentiellen Leitwerts einzelner Co-Atome tritt eine Peak-förmige Signatur der Abrikosov-Suhl-Resonanz auf. An Co-Atomen auf Facettenplätzen der Au(110)-(1x2) rekonstruierten Oberfläche breitet sich diese Resonanz anisotrop aus. Die Anisotropie wird auf Variationen im Spitze-Substrat-Abstand zurückgeführt. Weiterhin wird die Parameter-Schätzung verrauschter Fano-Linienformen anhand experimenteller und simulierter Daten diskutiert. Zur Linienanpassung nach der Methode der kleinsten Quadrate wird die Verwendung einer günstigeren Parametrisierung der Fano-Funktion nahegelegt. Zusätzlich ermöglicht eine Winkeldarstellung des Asymmetrie-Para-meters die Schätzung der Unsicherheit nach Gauß'scher Fehlerfortpflanzung. Der darauf folgende Teil der Arbeit widmet sich Tunnelspektren von C60-Molekülen auf Pb-Oberflächen. Mittels gezielter Funktionalisierung der Tunnelspitze mit einzelnen C60-Molekülen wird die elektronische Struktur eingestellt. Gleichzeitig ändern sich die Linienformen von Vibrationssignaturen. Ähnlichen Einfluss auf die Linienformen hat die elektronische Struktur unterschiedlich adsorbierter Moleküle auf der Pb(111) Oberfläche. Ein quantitativer Zusammenhang zwischen elektronischer Struktur und Vibrationssignaturen wird ermittelt. Die Ergebnisse sind ein experimenteller Nachweis theoretischer Vorhersagen zu resonanten Tunnelprozessen in inelastischem Elektronentunneln. Im Anschluss wird der elektronische Transport abhängig vom Probe-Spitze-Abstand untersucht. Bei Annäherung der Tunnelspitze verschiebt die Signatur des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals zu niedrigeren Energien. Vibrationssignaturen werden vor allem durch die relative Position des Moleküls zwischen den Elektroden bestimmt. Diese Beobachtungen untermauern die Bedeutung der Kontaktsymmetrie bei den inelastischen Elektronentunneln.