velikost textu

Interaction of organic molecules with metal passivated semiconductor surfaces studied via STM

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Interaction of organic molecules with metal passivated semiconductor surfaces studied via STM
Název v češtině:
Studium interakce organických molekul na kovem pasivovaných površích křemíku pomocí STM
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Petr Zimmermann
Školitel:
doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.
Oponenti:
Ing. Jan Plšek, Ph.D.
Prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.
Id práce:
85303
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Fyzika povrchů a rozhraní (4F5)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
adsorpce, fthalocyanin, CuPc, ethylen, ethen, křemík, Si(111), Si(001), povrch, cín, indium, defekty, STM, STS, PES, XPS
Klíčová slova v angličtině:
adsorption, phthalocyanine, CuPc, ethylene, ethene, silicon, Si(111), Si(001), Si(100), surface, tin, indium, defects, STM, STS, PES, XPS
Abstrakt:
Název Studium interakce organických molekul na kovem pasivovaných površích křemíku pomocí STM Autor Petr Zimmermann Katedra / Ústav Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. Katedra fyziky povrchů a plazmatu práce Abstrakt Organické molekuly vykazují celou řadu optických, elektronických či chemických vlastností. Vhodnou integrací s křemíkem by tak mohly umožnit vznik zcela nových druhů zařízení. Řízená funkcionalizace křemíku organickými molekulami je však pro- blematická kvůli přítomnosti vysoce reaktivních vazeb na jeho površích. V této práci zkoumáme možnosti snížení reaktivity křemíkových povrchů pomocí ultratenkých vrs- tev kovových adsorbátů a s využitím řádkovací tunelové mikroskopie studujeme, jak s nimi interagují organické molekuly. V první části zkoumáme interakci ethylenu, malé nenasycené molekuly, s cínovými a indiovými 1D řetízky na Si(001) – 2 × 1. Tyto řetízky jsou tvořeny dimery, jež mají strukturu analogickou s křemíkovými dimery tvo- řící Si(001) – 2 × 1. Ukázalo se, že cínové řetízky jsou méně reaktivní než samotný Si(001) povrch a dále že absence π vazby v indiovém dimeru způsobuje, že indiové řetízky jsou pro etylen inertní. V druhé části pak zkoumáme interakci fthalocyaninu mědnatého (CuPc), malé makrocyklické heteroaromatické sloučeniny, na povrchu Si(111)/Sn – √3 × √3. Zjistili jsme, že navzdory přítomnosti nespárovaných elektronů v cínových atomech je reaktivita povrchu ve srovnání s čistým Si(111) – 7 × 7 výrazně snížena. Substituční defekty však reaktivitu lokálně značně zvyšují a CuPc silně vážou. Další povrchy rekonstruované cínem a indiem vykazují podobný trend, avšak síla in- terakce s defekty je nižší a CuPc může mezi nimi přeskakovat. Klíčová slova adsorpce, fthalocyanin, CuPc, ethylen, ethen, křemík, Si(111), Si(001), povrch, cín, indium, defekty, STM, STS, PES, XPS
Abstract v angličtině:
Title Interaction of Organic Molecules with Metal Passivated Silicon Surfaces Studied via STM Author Petr Zimmermann Department Department of Plasma and Surface Science Supervisor Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. Department of Plasma and Surface Science Abstract Organic molecules offer a wide range of optical, electronic or chemical properties. Coupling them to silicon could pave way to novel applications and devices, however, a controlled molecular functionalization of silicon remains challenging due to the presence of highly reactive dangling bonds on its surfaces. We attempt to decrease the reactivity of low index silicon surfaces with an ultra-thin layer of a metal adsorbates and study their interaction with organic molecules via scanning tunnelling microscopy. In the first part we investigate the interaction of ethylene, a small unsaturated molecule, with tin and indium 1D chains grown on Si(001) – 2 × 1. The chains consist of dimers structurally analogous to the dimers of the underlying Si(001) – 2 × 1 surface. Aided by photoelectron spectroscopy we find that the Sn chains are less reactive than the Si(001) surface and that the absence of a π dimer bond renders indium chains inert. In the second part we study the interaction of copper phthalocyanine, a small macrocyclic heteroaromatic compound, with the Si(111)/Sn – √3 × √3 substrate. We find that despite the presence of dangling bonds on the tin atoms, the reactivity of the Sn layer is significantly decreased with respect to a bare Si(111) – 7 × 7. Substitutional defects, however, significantly increase the reactivity locally and strongly bind CuPc. Other Sn and In reconstructed Si(111) surfaces exhibit a similar trend, albeit the strength of the interaction at defect sites is noticeably weaker as CuPc can hop between defects. Keywords adsorption, phthalocyanine, CuPc, ethylene, ethene, silicon, Si(111), Si(001), Si(100), surface, tin, indium, defects, STM, STS, PES, XPS
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Petr Zimmermann 22.82 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Petr Zimmermann 102 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Petr Zimmermann 101 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. 222 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Jan Plšek, Ph.D. 904 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. 107 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 150 kB