Titelaufnahme

Titel
Molecular dynamics simulations of SAMs formed by Ester Functionalyzed Alkylthiolates on gold / Manuel Vieider
Verfasser/ VerfasserinVieider, Manuel
Begutachter / BegutachterinZojer, Egbert
Erschienen2013
Umfang78 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Monoschicht / Alkylthiogruppe / Monoschicht / Alkylthiogruppe / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-48728 Persistent Identifier (URN)
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Molecular dynamics simulations of SAMs formed by Ester Functionalyzed Alkylthiolates on gold [4.17 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In der organischen Elektronik werden diese SAMs eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften von Oberflächen, beispielsweise die Austrittsarbeit der Elektronen zu verändern. Die SAMs die wir im Laufe dieser Arbeit untersuchen, sind Alkylthiol-Ketten mit einer eingebetteten Estergruppe. Durch den Dipol dieser Estergruppe ändert sich die Austrittsarbeit der Elektronen auf der Oberfläche. X-Ray Photoelektron-Experimente, die von unseren wissenschaftlichen Partnern durchgeführt wurden, zeigen einen Unterschied von ca 0.85eV in der Bindungsenergie der Elektronen von der unteren zur oberen Kette, diese Messungen stehen jedoch in Widerspruch zu den Messungen der Austrittsarbeit. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass die SAMs nicht so geordnete Strukturen bilden wie erwartet. Quantenmechanische Rechnungen wären ideal um die elektonischen Struktur solcher Systeme zu bestimmen, jedoch sind diese Rechnungen aufgrund des numerischen Aufwandes nur auf sehr kleinen Systemen möglich und können deswegen nicht für die Untersuchung der Unordnungseffekte eingesetzt werden. Aus diesem Grund wurden MD-Simulationen verwendet, die es erlauben, auch große Systeme zu simulieren.Diese Arbeit beginnt mit einer kurzen Einleitung zur Molekulardynamik. Der zweite Teil beschreibt die Methoden und Programme, die benutzt wurden, um die Simulationen vorzubereiten, erklärt, wie die eigentlichen Simulationen durchgeführt wurden und wie diese anschließend analysiert wurden. Der letzte Teil beschäftigt sich mit den Ergebnissen. Wie wir sehen werden, stimmen viele der mit Hilfe unserer Simulation generierten Daten mit den Experimenten überein, jedoch gibt es noch Unstimmigkeiten. Deren Ursprung liegt wahrscheinlich darin, dass wir bei der Berechnung der Ladungen der Atome einzelne Moleküle im Vakuum gerechnet haben. Deswegen geht der Depolarisierungseffekt, der in einer kompakten Monolage, auftritt verloren, und die zu großen Ladungen beeinflussen die Ordnung im System negativ.

Zusammenfassung (Englisch)

Self-Assembles Monolayers (SAM) are used in organic electronic devices to tailor the properties of the surfaces between electrodes and organic semiconductors. This thesis aims to study the formation of a SAM on a gold(111) surface by means of molecular dynamics (MD) simulations. The system studied was a particular class of alkenthioles with an embedded ester group. Measurements carried out by our scientific partners show a shift in the work function of the underlying gold surface, which depends on the permanent dipole moment generated by the ester groups. But the shift does not correspond to the difference in binding energies of the electrons in the alkyl chains above and below the ester group as determined by x-ray photoelectron spectroscopy. To test whether this was due to disorder we developed an accurate computer model of this class of SAM and used the computed structure to quantify disorder and to analyze electronic properties. The obtained data has good correspondence with experimental results, but there still seems to be some problems related to the used charge partitioning of the single molecules.