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Hochauflösende Rasterkraftmikroskopie auf Graphen und Kohlenmonoxid
Hofmann, Thomas (2014) Hochauflösende Rasterkraftmikroskopie auf Graphen und Kohlenmonoxid. Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg 37, Dissertation, Universität Regensburg.Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 07 Jul 2014 14:40
Hochschulschrift der Universität Regensburg
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.29735
Zusammenfassung (Deutsch)
Rasterkraftmikroskope sind essentielle Hilfsmittel zur Untersuchung der atomaren Struktur von Oberflächen. Für die Interpretation der Messung ist es allerdings in vielen Fällen notwendig, genaue Information über die chemischen und strukturellen Eigenschaften des Spitzenclusters zu haben. Im ersten Teil der Arbeit wird gezeigt, dass sowohl die kristallographische Orientierung als auch die ...
Rasterkraftmikroskope sind essentielle Hilfsmittel zur Untersuchung der atomaren Struktur von Oberflächen. Für die Interpretation der Messung ist es allerdings in vielen Fällen notwendig, genaue Information über die chemischen und strukturellen Eigenschaften des Spitzenclusters zu haben. Im ersten Teil der Arbeit wird gezeigt, dass sowohl die kristallographische Orientierung als auch die chemische Identität des Spitzenatoms einer Metallspitze durch Abtasten eines CO-Moleküls, welches auf einer Kupferoberfläche adsorbiert ist, identifiziert werden kann. Im zweiten Teil wird die Abbildung von epitaktischem Graphen auf SiC mit so charakterisierten Metallspitzen sowie mit einer CO-Spitze untersucht. Dabei zeigt sich, dass Graphen mit Metallspitzen nicht wahrheitsgetreu abgebildet werden kann. Außerdem führt die starke Anziehung zwischen Metallspitzen und Graphen, beziehungsweise auf Graphen adsorbierten Molekülen, zu Problemen in der Abbildung, wie Instabilitäten oder einer Kontamination der Metallspitze. Mit der inerten CO-Spitze wird die Graphenoberfläche bei moderaten Abständen zwischen Spitze und Probe realistisch abgebildet. Für kleine Abstände führt die Relaxation der CO-Spitze allerdings zu Artefakten in der Abbildung. Außerdem wird die Schwingung des Kraftsensors anharmonisch, was auf die Ausbildung einer Bindung zwischen der Graphenlage und der darunterliegenden Kohlenstoffschicht zurückgeführt wird.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Atomic force microscopes are essential tools for the investigation of surfaces on the atomic scale. In many cases, however, it is mandatory to have detailed information about the chemical and structural properties of the tip cluster for a clear interpretation of the measurements. In the first part of the thesis it is shown that both the crystallographic orientation and the chemical nature of a ...
Atomic force microscopes are essential tools for the investigation of surfaces on the atomic scale. In many cases, however, it is mandatory to have detailed information about the chemical and structural properties of the tip cluster for a clear interpretation of the measurements. In the first part of the thesis it is shown that both the crystallographic orientation and the chemical nature of a metal tip atom can be identified by probing a CO molecule attached to a copper surface. In the second part imaging of epitaxial graphene with metal tips characterized with this method, and a CO tip is studied. It is found that metal tips cannot truthfully image the atomic structure of graphene. Additionally, the strong attraction between metal tips and graphene or organic molecules adsorbed on graphene leads to problems in the imaging like instabilities in the tip sample junction or contamination of the tip apex. In contrast, with the CO tip the graphene surface is imaged realistically at moderate tip sample distances. However, for small tip sample distances relaxations of the CO tip lead to artefacts in the images. Additionally, the oscillation of the force sensor is found to become anharmonic which is attributed to the formation of a bond between the graphene layer and the underlying carbon layer.
Beteiligte Einrichtungen
Details
| Dokumentenart | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
| Schriftenreihe der Universität Regensburg: | Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg |
|---|---|
| Band: | 37 |
| Datum | 7 Juli 2014 |
| Begutachter (Erstgutachter) | Prof. Dr. Franz J. Giessibl |
| Tag der Prüfung | 20 März 2014 |
| Institutionen | Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Giessibl > Arbeitsgruppe Franz J. Giessibl |
| Stichwörter / Keywords | scanning probe microscopy, graphene, tip characterization, carbon monoxide |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik |
| Status | Veröffentlicht |
| Begutachtet | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden | Ja |
| URN der UB Regensburg | urn:nbn:de:bvb:355-epub-297356 |
| Dokumenten-ID | 29735 |
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