Influence of potassium intercalation on the electronic properties of molecular thin films

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen verschiedener ultradünner Schichten von (Kalium-interkalierten) organischen Molekülen auf Metalleinkristallen im Schichtdickenbereich von wenigen Monolagen. Die Anwendungen der hier aus Sicht der Grundlagenforschung beleuchteten Themen finden sich im Bereich der organischen Elektronik zum einen für die Supraleitung (1,2;8,9-Dibenzopentacen, trans-DBPen) und zum anderen für organische Leuchtdioden bzw. Solarzellen (Tetraphenyldibenzoperiflanthen, DBP). Die Untersuchung von trans-DBPen auf verschiedenen Metalloberflächen gleicher Symmetrie und der Vergleich mit dem verwandten Molekül Pentacen ist Gegenstand des ersten Teils dieser Arbeit. Dabei formen die Moleküle auf den Substraten mit relativ schwacher Wechselwirkung (Ag(111), Au(111) und hexagonales Bornitrid (h-BN) auf Ni(111)) ähnliche Strukturen mit einem Molekül pro Einheitszelle. Auf Cu(111) hingegen bildet sich eine kommensurable Struktur welche zwei Moleküle pro Einheitszelle beinhaltet. Die strukturellen Unterschiede spiegeln sich auch in den elektronischen Eigenschaften wider. Der zweite Teil dieser Arbeit behandelt die Interkalation von organischen Molekülschichten mit Kalium. Zunächst werde ich diesen Prozess auf mikroskopischer Skala anhand von KxDBP auf Ag(111) vorstellen. Dabei wird die Verbiegung des Moleküls hin zum Substrat mit zunehmender Konzentration des Alkalimetalls stark verändert, was zu unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften führt. Zum Abschluss werden die bisher gewonnenen Erkenntnisse auf die Kalium-Interkalation von trans-DBPen auf Ag(111) angewendet, um einen Schritt in Richtung Supraleitung voranzukommen. Dabei stellt sich heraus, dass die auftretenden hochgeordneten Strukturen weniger stabil sind als bei KxDBP/Ag(111). Durch den Vergleich verschiedener Methoden kann ein Ladungstransfer zum Molekül bestätigt und eine Verkippung der Moleküle nachgewiesen werden.