Die Einzelmolekül-Elektronik hat zum Ziel, elektronische Bauelemente zu entwickeln,
deren Funktionen auf molekularen Eigenschaften beruhen. Die Unterscheidung intrinsischer
Moleküleigenschaften von Effekten durch die Kontaktierung oder das Messverfahren
ist dabei von fundamentaler Bedeutung. Einzelmolekül-Kontakte werden meist
im Rastertunnelmikroskop oder durch mechanisch kontrollierte Bruchkontakte realisiert.
Kontrolle und Kenntnisgewinn über Parameter, die den elektronischen Transport
beeinflussen, sowie die Anforderungen an die untersuchbaren Moleküle sind für beide
Methoden verschieden. Es werden daher sehr unterschiedliche Moleküle untersucht,
aber auch Messungen an ähnlichen Molekülen sind oft nur bedingt vergleichbar.
In diesem Projekt wird eine molekulare Plattform entwickelt, durch deren modularen
Aufbau gezielt Modellverbindungen für beide Messmethoden gefertigt werden können:
Diese sollen reproduzierbar und mit guter elektronischer Ankopplung an die
Elektroden binden und ansonsten freitragend sein, damit nur durch dafür vorgesehene
Molekülteile Strom fließt. Durch Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie und
Messungen des elastischen und inelastischen Transports in Bruchkontakten erhalten
wir Informationen über die Kontaktgeometrie, über die zum Transport beitragenden
Molekülteile und -orbitale, sowie über Anregung von Vibrationsmoden. Diese geben
Aufschluss über die Konformation des Molekülkontakts und über Wechselwirkungen
zwischen den Leitungselektronen und den Vibrationsmoden. Der modulare Aufbau der
Plattform ermöglicht die Integration funktionaler Elemente, so dass darüberhinaus
grundlegende Funktionen wie Schaltmechanismen auf molekularer Ebene untersucht
werden können. Von diesem neuartigen, sowohl Fach- als auch Messmethoden übergreifenden
Ansatz erwarten wir ein so detailliertes Verständnis der molekulare Transportkanäle
und deren Ankopplung an die Elektroden, dass dadurch erstmals grundlegende
Designregeln für künftige molekulare Funktionseinheiten zugänglich werden.
