Endlich, Michael
[Verfasser:in]
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Kröger, Jörg
[Akademische:r Betreuer:in];
Stapf, Siegfried
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Wirtz, Ludger
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft]Technische Universität Ilmenau
Phonons of epitaxially grown graphene on Ir(111) and molecular vibrational exitations studied by angle-resolved electron energy loss spectroscopy
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Medientyp:
E-Book;
Hochschulschrift
Titel:
Phonons of epitaxially grown graphene on Ir(111) and molecular vibrational exitations studied by angle-resolved electron energy loss spectroscopy
Hochschulschrift:
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016
Anmerkungen:
Beschreibung:
Die vorliegende Arbeit erforscht die dynamischen Eigenschaften von Molekülen und zweidimensionalen Materialien und deren Änderung, sobald diese auf Oberflächen adsorbiert werden. Im Fokus des ersten Teils der Untersuchungen stehen die Eigenschaften der Phononen von Graphen. Eine Monolage Graphen wurde epitaktisch auf Ir(111) mit hoher struktureller Homogenität und einer einzelnen Rotationsdomäne erzeugt. Mithilfe der winkelaufgelösten inelastischen Elektronenstreuung konnte die Phononendispersionsrelation über die gesamte Oberflächen-Brillouin-Zone bestimmt werden. Die am K-Punkt erwartete Kohn-Anomalie ist dabei schwächer ausgeprägt als es bisher für reines Graphen oder Graphit bekannt war. Dichtefunktionalrechnungen zeigen, dass dieses Phänomen durch eine geschwächte Elektron-Phonon-Kopplung zustande kommt, da Elektronenkorrelationen im Graphen durch die Anwesenheit des Metallsubstrates abgeschirmt werden. Zudem weist Graphen auf Ir(111) eine Moiré-Überstruktur auf, die durch die unterschiedlichen Gitterkonstanten der Materialien zustande kommt. Erstmalig konnte gezeigt werden, dass die Überstruktur zu Kopien der Phononenzweige führt, über die bisher nicht berichtet wurde. Im zweiten Teil der Arbeit werden die Schwingungsanregungen von auf Ir(111) und auf Graphen adsorbierten Phthalocyaninen verglichen. Durch die Kombination von Schwingungsspektroskopie und Dichtefunktionalrechnungen konnte nachgewiesen werden, dass Phthalocyanine auf Ir(111) chemisorbieren und dabei beträchtlich deformiert werden. Demgegenüber physisorbieren Phthalocyanine auf Graphen und behalten im adsorbierten Zustand ihre ursprünglichen Vakuumeigenschaften bei. Demzufolge stellt Graphen auf Ir(111) eine Pufferschicht dar, die die Phthalocyanin-Ir-Hybridisierung merklich reduziert. Der dritte Teil der Untersuchungen beschäftigt sich mit der Detektion von elektrostatischen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen mithilfe von auf Oberflächen adsorbierten Molekülen. Im Experiment wurde Kohlenstoffmonoxid (CO) auf Ir(111) deponiert und diente als Sondenmolekül. Durch die Koadsorption von Phthalocyaninen sank die C-O Streckfrequenz und das spektroskopische Linienprofil von CO wurde asymmetrisch. Rechnungen zeigen auf, dass die experimentellen Befunde durch elektrostatische Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen den CO- und Phthalocyanin-Dipolen erklärt werden können.