KIP-Veröffentlichungen

 
Jahr 2016
Autor(en) Sebastian Baur
Titel Infrared Spectroscopy of Pristine and Doped Gold Atomic Chains on Vicinal Silicon Surfaces
KIP-Nummer HD-KIP 16-58
KIP-Gruppe(n) F6
Dokumentart Bachelorarbeit
Keywords Infrared Spectroscopy Doping Gold C70 Atomic Chain Vicinal Silicon Surface Nanowire FTIR RHEED
Abstract (de)

In dieser Arbeit wurden die optischen und strukturellen Eigenschaften von reinen und dotierten Au Ketten auf Si Substraten untersucht. Die von von Song et al. [1] vorgeschlagenen HCW und LCW Oberflächenrekonstruktionen of Si(553) wurden hergestellt. Anschließend wurden die HCWs mit zusätzlichen 0.5 ML Au dotiert um HCWs+0.05 ML herzustellen. Die Struktur aller drei Oberflächen wurde mit RHEED untersucht, deren Resultate die Strukturmodelle von Song et al. bestätigen. FTIR Messungen bei Raumtemperatur bis 20 K zeigten eine kontinuierlichen Verschiebung des plasmonischen Resonanzmaximums zu kleineren Wellenzahlen von ωres,shift = (−140 ± 10) cm-1 für HCWs, ωres,shift = (−66 ± 5) cm-1 für HCWs+0.05 ML und ωres,shift = (−110 ± 3) cm-1 für LCWs. Der mutmaßliche antiferromagnetische Grundzustand der HCWs konnte dabei als Hauptursache in dieser Verschiebung ausgeschlossen werden. Des weiteren wurde C70 auf Au/Si(111)-5×2 verdampft, wo eine Abschwächung des plasmonischen Signals und eine Verschiebung zu höheren Wellenzahlen beobachtet wurde. Für eine komplette Oberflächenbedeckung durch C70 verschwand die Resonanz vollständig bei Raumtemperatur und verlor nur 20% ihrer Stärke bei 20 K. Wir folgern, dass jedes C70 Molekül ein Elektron der Au Ketten aufnimmt.

Abstract (en)

In this thesis the optical and structural properties of pristine and doped atomic Au chains on Si substrates were investigated. The HCW and LCW surface reconstructions on Si(553) proposed by Song et al. [1] were created. Subsequently the HCWs were doped with additional 0.5 ML Au to create HCWs+0.05 ML. The structure of all three surfaces was analyzed via RHEED, confirming the structural models by Song et al. FTIR measurements at room temperature and down to 20 K showed a continual shift of the plasmonic resonance maximum to smaller wavenumbers of ωres,shift = (−140 ± 10) cm-1 for HCWs, ωres,shift = (−66 ± 5) cm-1 for HCWs+0.05 ML and ωres,shift = (−110 ± 3) cm-1 for LCWs. The HCW’s presumably antiferromagnetic ground state could be ruled out as a major factor in this shift. Furthermore C70 was evaporated on the Au/Si(111)-5×2 surface, where a decrease in plasmonic signal and shift to higher wavenumbers was observed. For a complete C70 surface coverage, the resonance vanished entirely at room temperature and only lost 20% of its strength at 20 K. This is assumed to be caused by electron transfer from Au chains to C70. We estimate that each C70 molecule absorbs approximately one electron from the Au chains. 

bibtex
@mastersthesis{BaurBT2016,
  author   = {Sebastian Baur},
  title    = {Infrared Spectroscopy of Pristine and Doped Gold Atomic Chains on Vicinal Silicon Surfaces},
  school   = {Universit\"at Heidelberg},
  year     = {2016},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
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