STM-based quantum transport through molecular wires

Fournier, Norman; van Ruitenbeek, J. M.; Tautz, Frank Stefan

doi:34381

STM-based quantum transport through molecular wires

Fournier, Norman

2015

VerantwortlichkeitsangabeNorman Fournier

ImpressumJülich : Forschungszentrum Jülich, Zentralbibliothek 2015

UmfangIX, 295 S. : Ill., graph. Darst.

ISBN978-3-95806-059-3

ReiheSchriften des Forschungszentrums Jülich : Reihe Schlüsseltechnologien ; 108

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2015

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Tautz, Frank Stefan (Thesis advisor) ; van Ruitenbeek, J. M. (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2015-09-04

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-038460
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/480713/files/480713.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Physik (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530

Kurzfassung
Die weitere Miniaturisierung elektronischer Bauteile ist eine starke Antriebskraft in der Wissenschaft. Seit einigen Dekaden werden elektronische Bauteile auf Basis organischer Materialien untersucht. Ein Ziel ist es, Anwendungen aus organischen Materialien zu erstellen, die heutzutage mit siliziumbasierter CMOS-Technologie realisiert werden. In den Untersuchungen liegt der Fokus auf den elektronischen, geometrischen, thermischen und optischen Eigenschaften der organischen Materialien, sowie deren Elektrolumineszens. Eines der Hauptprobleme dieser Untersuchungen ist die unzureichende geometrische Kontrolle der Systeme während der Messungen. Da die physikalischen Eigenschaften von der exakten Geometrie der Systeme abhängen, findet man gegensätzliche Messergebnisse in der Literatur. Um diesen Mangel an geometrischer Kontrolle zu überwinden, wird in dieser Arbeit eine Methode eingeführt, die es erlaubt Elektronentransportuntersuchungen mit äußerst kontrollierten Molekülverbindungen durchzuführen. Das Konzept dieser Methode, welches auf Rastersondenmiroskopie basiert, sowie seine Realisierung werden präsentiert. Die Methode wird angewendet auf Molekül-Metall-Verbindungen mit Molekülen verschiedener Längen, welche von verschiedenen Metallelektroden kontaktiert werden. Es wird gezeigt, dass äußerst reproduzierbare Experimente durchgeführt werden können. Weiter wird die physikalische Interpretation der Messungen diskutiert. Es wird gezeigt, dass die tiefgreifende Kenntnis über die Geometrie der Verbindungen hilft, ein besseres Verständnis über die Eigenschaften des Elektronentransports zu bekommen.

The further miniaturization of electronic devices is a strong driving force in science. Since a few decades systems based on organic materials are studied. One goal is to create applications performed nowadays by silicon based CMOS technology with organic materials. In these studies the interest is placed upon diverse properties of the organic molecules, such as their electronic, geometric, thermal, optical, and electroluminescence characteristics. One of the main problems of these studies is the lack of geometrical control of the systems during the measurements. As the physical properties critically depend on the exact geometry, contradictory results are found in literature. To overcome this lack of control, this work introduces a new method which allows transport studies on single molecules with highly controlled junction geometries. The concept of this method, which is based on scanning probe methods, will be presented as well as its realization. The method will be applied to molecule-metal junctions with molecules of different lengths which are contacted by different metal electrodes. It will be shown that highly reproducible experiments can be performed. Furthermore, the physical interpretation of the measurements will be discussed. It will be demonstrated that the profound knowledge of the geometry in these junctions helps to get a better understanding of the transport properties.

OpenAccess:
PDF
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