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Porphyrine – elektronische Eigenschaften der molekularen Alleskönner entschlüsselt

Jülich, 25. August 2017 - Porphyrine spielen in vielen biologischen Systemen eine wichtige Rolle - etwa beim Sauerstofftransport im menschlichen Körper oder bei der Fotosynthese. Gleichzeitig gilt das organische Molekül als vielversprechender Kandidat für vielfältige technische Anwendungen. Porphyrine sind äußerst vielseitige Moleküle, die unterschiedliche elektronische, magnetische und räumliche Zustände einnehmen können. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich, der Karl-Franzens Universität Graz und der Universität von Triest haben nun erstmals im Detail die grundlegenden elektronischen Eigenschaften eines Nickel-Porphyrin-Komplexes auf einem Kupfersubstrat entschlüsselt. Sie konnten zeigen, wie sich die Geometrie des Moleküls durch die Adsorption auf dem Substrat ändert und einen unerwartet großen Ladungstransfer zwischen den Materialien beobachten. Die Erkenntnisse sollen zum Design von künftigen organischen Solarzellen oder molekularen Schaltern beitragen.

Multi-orbital charge transferAnlagerung eines Nickel-Porphyrin-Komplexes auf ein Kupfersubstrat
Copyright: Karl-Franzens-Universität Graz

Das Verhalten der Elektronen an der Grenzfläche von Porphyrinen und metallischen Trägersubstraten ist von großer Bedeutung für entsprechende technische Anwendungen, die in der Regel aus mehreren organischen und metallischen Schichten aufgebaut sind. Um neue Erkenntnisse zu erlangen, haben die Wissenschaftler aus Jülich und Triest zunächst eine ultradünne Schicht (< 1 Nanometer) von Nickel-Tetraphenyl-Porphyrin auf ein Kupfersubstrat aufgedampft. Die atomare Struktur untersuchten sie mithilfe eines Rastertunnelmikroskops und mittels Photoemissions-Tomographie am Synchrotron Elettra in Triest. Durch eine eine in den letzten Jahren in Graz und Jülich entwickelte Methode gelang es ihnen zudem, die energetische Lage sowie die räumliche Struktur einzelner Molekülorbitale detailliert zu bestimmen.

Originalpublikation:

G. Zamborlini, D. Lüftner, Zh. Feng, B. Kollmann, P. Puschnig, C. Dri, M. Panighel G. Di Santo, A. Goldoni, G. Comelli, M. Jugovac, V. Feyer, and C. M. Schneider;
Multi-orbital charge transfer at highly oriented organic/metal interfaces;
Nature Communications (2017), DOI: 10.1038/s41467-017-00402-0


Die "AM-Score"-Abbildung zeigt die vom Bibliometrie-Dienst Altmetric erfassten Resonanzen auf die Publikation, zum Beispiel auf sozialen Netzwerken. Weitere Informationen erhält man beim Klick auf die Abbildung (altmetric.com).

Weitere Informationen:

Vollständige Fassung (engl.)

Pressemitteilung der Universität Graz vom 25. August 2017 “Molekulare Alleskönner”

Pressemitteilung vom 5. Oktober 2015 „Das Unsichtbare sichtbar machen: Forscher messen Elektronenorbitale von Molekülen in 3D“

Ansprechpartner:

Dr. Vitaliy Feyer
Forschungszentrum Jülich, Peter Grünberg Institute (PGI-6)
Phone: +39 040375-8302/8738
Email: v.feyer@fz-juelich.de

Assoz.-Prof. Dr. Peter Puschnig
University of Graz, Department of Physics, Austria
Tel: +43 316 380-5230
E-Mail: peter.puschnig@uni-graz.at

Prof. Dr. Claus M. Schneider
Forschungszentrum Jülich, Peter Grünberg Institute (PGI-6)
Tel: 02461 61-4428
E-Mail: c.m.schneider@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Tobias Schlößer
Forschungszentrum Jülich, Corporate Communications
Tel: 02461 61-4771
E-Mail: t.schloesser@fz-juelich.de


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