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Anderes Metall, gleiche Bindung

30. Juli 2015 - Für manche Athleten zählt nur Gold. Auch im Kurswert bestehen große Unterschiede zwischen Gold und Silber sowie Kupfer, das als drittes Edelmetall die Gruppe der sogenannten Münzmetalle komplettiert. Ganz anders verhalten sie sich dagegen in der Interaktion mit organischen Molekülen. Denn für diese scheinen die verschiedenen Münzmetalle alle gleich attraktiv zu sein, wie Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich gemeinsam mit Forschern des Berliner Fritz Haber Instituts und der Universität Heidelberg zeigen konnten.

Demnach bindet Benzol exakt gleich stark an die drei Münzmetalle, trotz ihrer unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften. Die Wissenschaftler hatten die Bindungsstärke mit Modellsystemen aus Benzol und dem jeweiligen Edelmetall mit neuer Präzision vermessen. Für ihre Experimente nutzten sie stehende Röntgenwellen und das Verfahren der sogenannten Temperatur-programmierten Desorption, bei der angelagerte Stoffe im Vakuum von einer Oberfläche abgedampft werden. Das Ergebnis könnte darauf hindeuten, dass die Bindungsenergie, mit der sich aromatische Moleküle wie Benzol an Oberflächen anlagern, einer universellen Gesetzmäßigkeit folgt, wie die Forscher vermuten.

Verbindungen von organischen, also auf Kohlenstoff basierenden Molekülen mit anorganischen Festkörpern sind für vielfältige Anwendungen bedeutsam. Derartige Hybride werden unter anderem als Katalysator zur Beschleunigung chemischer Reaktionen und zum Bau von molekularen Sensoren, organischen Leuchtdioden und Solarzellen eingesetzt. Weitere Details sind in der Fachzeitschrift Physical Review Letters nachzulesen.

Principles of NIXSW: formation and evolution of the x-ray standing waveAbbildungen oben und Mitte: Prinzip der NIXSW Methode - Entstehung und Veränderung des stehenden Röntgenfeldes in der Nähe der Bragg-Bedingung und die Abhängigkeit der Photonemissions-Intensität von der Absorptionshöhe.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Principles of NIXSW: formation and evolution of the x-ray standing waveCopyright: Forschungszentrum Jülich

DiagrammTemperaturprogrammierte Desorptions-Messungen von Benzen absorbiert auf Ag(111) bei verschiedenen Anfangsbedeckungen, um die Absorptionsenergie zu bestimmen.
Copyright: Prof. Petra Tegeder / Physikalisch-Chemisches Institut, Ruprecht-Karls-Universita?t Heidelberg

Originalveröffentlichung:
Wei Liu, Friedrich Maaß, Martin Willenbockel, Christopher Bronner, Michael Schulze, Serguei Soubatch, F. Stefan Tautz, Petra Tegeder, and Alexandre Tkatchenko: Quantitative Prediction of Molecular Adsorption: Structure and Binding of Benzene on Coinage Metals.
Physical Review Letters 115, 036104

Weitere Informationen

Peter Grünberg Institut, Bereich Functional Nanostructures at Surfaces (PGI-3)


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