Bildung und Eigenschaften von selbstorganisierten Schichten von speziellen Thiolen auf Metallelektroden

Die neue erhaltene Thiolschicht wurde ebenfalls durch winkelabhängige XPS untersucht. Die erhaltenen charakteristischen Ergebnisse sind in Abbildung 7.1.3.2 zusammengestellt: Bei dem steigenden Austrittswinkel des Photoelektrons nehmen die Verhältnisse IS/IAu und IC/IS sowie die Verhältnisse IC/IAu stark zu, daraus erhält man die oben dargestellte Reihenfolge Au-S-C für die Orientierung des entstandenen Systems (siehe Abbildungen 7.1.3.2a, 7.1.3.2b und 7.1.3.2c). Die winkelabhängige Intensitätsverhältnisse IS/IAu, IO/IS und IO/Au geben ebenfalls die erwartete Reihenfolge Au-S-O für die Orientierung der untersuchten Schicht (Abbildungen 7.1.3.2a, 7.1.3.2d, 7.1.3.2e). Entscheidend sind die Verhältnisse Sauerstoff/ Kohlenstoff bei einer Aldehyd-Thiolschicht. Die Abbildung 7.1.3.2f zeigt einen steigenden Verlauf der genannten Verhältnisse (IO/IC) bei Zunahme des Austrittswinkels. Bei der Verknüpfung aller Reihenfolgen, Au-S-C, Au-S-O und C-O resultiert eine erwünschte und erwartete Reihenfolge, nämlich Au-S-C-O (siehe Abbildung7.1.3.1). [...]

Mit winkelabhängiger XP-Spektroskopie erhält man das erwartete Ergebnis, dass die Schwefel / Goldund Kohlenstoff / Schwefel-Verhältnisse bei steigendem Austrittswinkel der Photoelektronen zunimmt. Der Schwefel liegt also über den Gold und Kohlenstoff oberhalb vom Schwefel, der sich in der inneren Schicht befindet also direkt mit dem Gold verbunden ist. Berücksichtigt man auch das Verhältnis Kohlenstoff / Gold, so kann man folgende Reihenfolge Au-S-C für die Orientierung der untersuchten Schicht feststellen. Aus den Verhältnissen Schwefel/ Gold, Sauerstoff / Schwefel und Sauerstoff / Gold erhält man die charakteristische Reihenfolge Au-S-O für die Orientierung des untersuchten Systems. Nach der Verknüpfung der beiden Reihenfolgen erhält man eine Orientierung der Reihenfolge Au-S-C+O für das gemessene System. Die durch winkelabhängige XPS erhaltenen Ergebnisse der untersuchten Schicht stimmen bei der erwarteten Gold-Thiolatbindung gut überrein. Die Verhältnisse Sauerstoff / Kohlenstoff in Abbildung 7.1.2.3f können keine nützlichen Informationen geben, da der Kohlenstoff unterhalb und oberhalb des Sauerstoffs liegt. [...]

Die für einige Untersuchungen verwendeten Goldproben sind aufgedampfte Goldfilme. Für die XPS – Untersuchungen werden die Goldfilme dabei auf Stahlscheiben von 5 mm Radius aufgedampft, für die elektrochemischen Untersuchungen zur Messung der Elektronenleitfähigkeit werden die Goldfilme auf Borosilicat-Glas aufgedampft. Sowohl die Proben mit Stahlscheiben als auch mit Borosilicat-Glas als Substrat werden in der Laborbedamfungsanlage vom Typ UNIVEX 300 bedampft. Diese Bedampfungsanlage verfügt über zwei getrennt regelbare Bedampfungsquelle und kann mittels einer Turbomolekularpumpe mit vorgeschalteter Drehschiebpumpe in kurzer Zeit auf 5.10-5 hPa evakuiert werden. Zur Kontrolle der Schichtdicken wird eine Quarzmikrowaage des Typs MTM10 der Firma tectra verwendet. Die verwendeten Lösungsmittel entsprechen alle dem Reinheitsgrad und der Qualität,,zur Analyse”. Das verwendete Wasser ist Millipore Wasser. Zur Präparation der Stahlscheiben wurden die Proben zunächst mechanisch mit handelsüblichem Schleifpapier (Siliziumcarbid-Papier) geschliffen, anschließend werden in Diamantsuspension einer mittleren Körnung von 3 µm poliert. Zwischendurch wurden die Proben immer grundsätzlich mit Wasser gespült und mit Ethanol in Ultraschallbad gereinigt. Im Anschluss werden die Proben nochmals mit Ethanol gespült und mit Argon 5·0 getrocknet. Aus dem Borosilikat-Glas werden mit einer Diamandsäge Plätchen von 4 x 1 cm2 geschnitten, diese werden mit Argon abgeblasen, um noch anhaftenden Glasstaub zu entfernen. Diese Gläser wurden 30 Minuten in kochender Carot′scher Säure gereinigt, anschließend wurde mit Millipore Wasser mehrfach gespült, damit alle Säurereste entfernt werden. Die Gläser wurden danach zusätzlich mehrfach mit absolutem Ethanol gespült und grundsätzlich in Argonatmosphäre getrocknet. Die vorbereiteten Glasplatten wurden sofort in die Bedamfungsmaske eingelegt und bedampft. Während der beiden Probenpräparationen wurden immer Handschuhe getragen. [...]