Surface stress and large scale self organization at organic metal interfaces [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Florian Pollinger

Florian Pollinger

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• Physik

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• Publié par: julius-maximilians-universitat_wurzburg
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 16
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 83 Mo

Extrait

Surface stress and large-scale
self-organization at organic-metal
interfaces
Dissertation zur Erlangung des
naturwissenschaftlichen Doktorgrades
der Julius-Maximilians-Universit at Wurzburg
vorgelegt von
Florian Pollinger
aus Erlenbach am Main
Wurzburg 2008fur Renate und ClemensEingereicht am: 12. Dezember 2008
bei der Fakult at fur Physik und Astronomie
1. Gutachter: Prof. Dr. E. Umbach
2.hter: Prof. Dr. K. Fauth
der Dissertation
1. Prufe r: Prof. Dr. E. Umbach
2. Prufe r: Prof. Dr. K. Fauth
3. Prufe r: Prof. Dr. C. Honerkamp
im Promotionskolloquium
Tag des Promotionskolloquiums: 22. Januar 2009
Doktorurkunde ausgeh andigt am: ..........If I have seen a little further, it
is by standing on the shoulders
of giants.
(Isaac Newton)Contents
Table of contents iii
List of gures vi
List of tables vii
1. Introduction 1
2. Experimental methods 3
2.1. Standardds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2. Methods based on electron di raction . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1. Spot pro le analysis LEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2. Low energy electron microscopy . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.3. Vicinal surfaces in low energy electron di raction . . . . . . 11
2.3. The cantilever bending technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Surface stress upon chemisorption: PTCDA/Ag(111) 19
3.1. The concept of surface stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1.1. Strain and stress at bulk, interface, and surface . . . . . . . 20
3.1.2. Energetic terminology at the surface . . . . . . . . . . . . . 24
3.2. Stress change in a chemisorptive system . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.1. Intrinsic stress of metal surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2.2. Surface stress change induced by chemisorption . . . . . . . 31
3.2.3. stress c by organic molecules . . . . . . . . . . 34
3.3. The archetype system PTCDA/Ag(111) . . . . . . . . . . . . . . . 36
iContents
3.4. Measured surface stress change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5. Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5.1. The absolute value of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.5.2. Shape analysis of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4. Surface stress and self-organization: PTCDA/Ag(10 8 7) 51
4.1. Phenomenology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.1. From template growth to morphologic transitions . . . . . . 52
4.1.2. PTCDA/Ag(10 8 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2. Theoretical description of periodically faceted surfaces . . . . . . . . 56
4.2.1. Faceting under thermodynamic considerations . . . . . . . . 57
4.2.2. Long-range order: The Marchenko-Alerhand model . . . . . 58
4.2.3. Kinetics of nucleation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.3. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.4. Surface stress change upon PTCDA adsorption . . . . . . . . . . . 63
4.4.1. Surface stress change in the low temperature regime . . . . . 63
4.4.2. stress c upon faceting and self-organization . . 66
4.5. SPA-LEED characterization of the system . . . . . . . . . . . . . . 68
4.5.1. Identi cation of facets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.5.2. In-situ mapping of facet formation . . . . . . . . . . . . . . 76
4.6. LEEM study of the system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.6.1. Faceting in real space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.6.2. In uence of the local morphology . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.6.3. In uence of the growth temperature . . . . . . . . . . . . . . 91
4.7. Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7.1. Morphologic aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7.2. Stress change at the PTCDA/Ag(10 8 7) interface . . . . . . 105
4.7.3. Surface stress change and morphologic evolution . . . . . . . 107
4.8. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5. Template-assisted growth: C SH/PTCDA/Ag(10 8 7) 11310
5.1. Self-assembled monolayers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.2. Chemical vapor deposition of decanethiol on Ag(111) . . . . . . . . 115
5.3. Coadsorption of C SH on PTCDA/Ag(10 8 7) . . . . . . . . . . . . 12110
5.4. Discussion and conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6. Summary 127
7. Zusammenfassung 131
Appendix 135
ii