Die Grundlagen von molekularen und biomolekularen Bauelementen werden studiert. Dabei steht der Zusammenhang zwischen geometrischer und elektronischer Struktur mit den elektrischen Eigenschaften im Mittelpunkt der Untersuchungen. Als Voraussetzung werden intensiv Effekte an den Grenzflächen zwischen zwei dotierten molekularen Halbleitern, zwischen Elektrode und Halbleiter und insbesondere zwischen organischer Schicht und Substrat studiert, um deren Einfluss auf die o.g. Parameter zu bestimmen und stabile Grenzflächen zu optimieren.
Ein Schwerpunkt bildet die gezielte Herstellung möglichst perfekter organischer Dünnschichtsysteme auf verschiedenen Substraten.
Ein anderer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung elektrischer Eigenschaften unter UHV-Bedingungen. Hierzu sind auch apparative Neuentwicklungen nötig (s. "Grenzflächenanalytik").
 

II Herstellung von Prototypbauelementen

Die in Punkt I erzielten Ergebnisse, insbesondere die der Schichtpräparation, werden ausgenutzt, um konkrete Prototypbauelemente herzustellen. So wird derzeit versucht, pn-Dioden aus p-dotierten Oligothiophenen und entweder n-dotiertem TiO2 oder aus einem n-dotierten organischen Material (Perylenderivate wie PTCDA) herzustellen und bezüglich ihrer Bauelementeeigenschaften zu charakterisieren.
 

III Funktionale Kopplung von Molekülen an Silicium

Neben den Arbeiten zu einer "Elektronik mit molekularen Materialien" werden auch Grundlagen untersucht, die zu einer "echten" Molekular- oder Bioelektronik führen sollen. In diesem Zusammenhang werden Experimente zur direkten funktionalen Kopplung von Molekülen an Silicium-Substrate durchgeführt. Bei diesen Systemen soll eine direkte elektrische Einkopplung möglich sein und nicht durch eine Oxidschicht verhindert werden. Diese Modifizierungen sollen später auch verwendet werden, um gezielt molekulare Nanostrukturen mit spezifischen Eigenschaften herzustellen.
Zur Zeit werden die redoxaktiven Komponenten von Redoxcoenzymen untersucht. Hierbei soll auch festgestellt werden, inwieweit UHV- und wässrige Präparation miteinander vereinbar sind bzw. wie unterschiedliche Herstellungstechnologien die Funktion des Biomoleküls beeinflussen.
 

IV Neurochips

Die Kopplung von Nervenzellen bzw. Nervenzellnetzwerken an Elektroden bzw. Mikrochips soll zu neuen Computerbausteinen führen. Wegen der grundsätzlich anderen Herstellungstechnologie werden diese Arbeiten unter Forschungsschwerpunkt "Medizin- und Dentalwerkstoffe" geführt.

Methoden:

• XPS, AES, EDX, SIMS, UPS, HREELS, IPE, STM, SFM, REM, LEED, TDS, UV/Vis, IR
• DC- und AC-Leitfähigkeits-, Seebeck- und Beweglichkeitsmessungen
• in Kooperation: fs-Zweiphotonen-Photoemissionsspektroskopie

Kooperationen

Prof. M. Aeschlimann, Physik, TU Kaiserslautern
Prof. N. Karl, Physikalische Institut, Universität Stuttgart
PD Dr. H.-G. Mack, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Uni Tübingen
Dr. H. Egelhaaf, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Uni Tübingen

I Zusammenhang zwischen geometrischer und elektronischer Struktur mit elektrischen Eigenschaften

Die Grundlagen von molekularen und biomolekularen Bauelementen werden studiert. Dabei steht der Zusammenhang zwischen geometrischer und elektronischer Struktur mit den elektrischen Eigenschaften im Mittelpunkt der Untersuchungen. Als Voraussetzung werden intensiv Effekte an den Grenzflächen zwischen zwei dotierten molekularen Halbleitern, zwischen Elektrode und Halbleiter und insbesondere zwischen organischer Schicht und Substrat studiert, um deren Einfluss auf die o.g. Parameter zu bestimmen und stabile Grenzflächen zu optimieren.
Ein Schwerpunkt bildet die gezielte Herstellung möglichst perfekter organischer Dünnschichtsysteme auf verschiedenen Substraten.
Ein anderer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung elektrischer Eigenschaften unter UHV-Bedingungen. Hierzu sind auch apparative Neuentwicklungen nötig (s. "Grenzflächenanalytik").
 

II Herstellung von Prototypbauelementen

Die in Punkt I erzielten Ergebnisse, insbesondere die der Schichtpräparation, werden ausgenutzt, um konkrete Prototypbauelemente herzustellen. So wird derzeit versucht, pn-Dioden aus p-dotierten Oligothiophenen und entweder n-dotiertem TiO2 oder aus einem n-dotierten organischen Material (Perylenderivate wie PTCDA) herzustellen und bezüglich ihrer Bauelementeeigenschaften zu charakterisieren.
 

III Funktionale Kopplung von Molekülen an Silicium

Neben den Arbeiten zu einer "Elektronik mit molekularen Materialien" werden auch Grundlagen untersucht, die zu einer "echten" Molekular- oder Bioelektronik führen sollen. In diesem Zusammenhang werden Experimente zur direkten funktionalen Kopplung von Molekülen an Silicium-Substrate durchgeführt. Bei diesen Systemen soll eine direkte elektrische Einkopplung möglich sein und nicht durch eine Oxidschicht verhindert werden. Diese Modifizierungen sollen später auch verwendet werden, um gezielt molekulare Nanostrukturen mit spezifischen Eigenschaften herzustellen.
Zur Zeit werden die redoxaktiven Komponenten von Redoxcoenzymen untersucht. Hierbei soll auch festgestellt werden, inwieweit UHV- und wässrige Präparation miteinander vereinbar sind bzw. wie unterschiedliche Herstellungstechnologien die Funktion des Biomoleküls beeinflussen.
 

IV Neurochips

Die Kopplung von Nervenzellen bzw. Nervenzellnetzwerken an Elektroden bzw. Mikrochips soll zu neuen Computerbausteinen führen. Wegen der grundsätzlich anderen Herstellungstechnologie werden diese Arbeiten unter Forschungsschwerpunkt "Medizin- und Dentalwerkstoffe" geführt.

Methoden:

• XPS, AES, EDX, SIMS, UPS, HREELS, IPE, STM, SFM, REM, LEED, TDS, UV/Vis, IR
• DC- und AC-Leitfähigkeits-, Seebeck- und Beweglichkeitsmessungen
• in Kooperation: fs-Zweiphotonen-Photoemissionsspektroskopie

Kooperationen

Prof. M. Aeschlimann, Physik, RPTU Kaiserslautern
Prof. N. Karl, Physikalische Institut, Universität Stuttgart
PD Dr. H.-G. Mack, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Uni Tübingen
Dr. H. Egelhaaf, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Uni Tübingen