Spektroskopische Analytik von Hybrid-Modellgrenzflächen

Im Mittelpunkt dieses Projektes steht die Fragestellung, wie man atomare und molekulare Strukturinformationen an Molekül-Festkörper-Grenzflächen aus optischen "Fingerprintspektren" gewinnen kann. Dazu entwickelt die Arbeitsgruppe Nanostrukturen optische Spektroskopieverfahren mit hoher Sensitivität und Selektivität für Grenzflächenstrukturen auf der Nanometer-Skala.

Die Gruppe erforscht in ihrem Projekt geordnete Grenzflächen zwischen organischen Molekülen und Festkörpern, so genannte Hybrid-Modellgrenzflächen, und kombiniert dabei spektrale Charakterisierung mit quantenchemischer Modellierung (in Zusammenarbeit mit externen Arbeitsgruppen). Insbesondere für die numerischen Simulationsverfahren werden einfache Modellgrenzflächen benötigt, doch mit der fortschreitenden Entwicklung computerbasierter Modellierung werden inzwischen auch immer komplexere Strukturen zugänglich. Daher untersucht die Arbeitsgruppe neben UHV-basierten Modellgrenzflächen auch funktionale Halbleitergrenzflächen in flüssiger Umgebung, die zum Beispiel für biosensorische Anwendungen relevant sind.

Dabei greift die Gruppe auf Vorarbeiten aus früheren Projekten zurück, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, geordnete organische Strukturen (Nanodrähte) auf nanoskopisch strukturierten Halbleitersubstraten zu entwerfen. Anhand dieser Strukturen will die Gruppe die chemische und elektronische Wechselwirkung zwischen organischen Molekülen und Festkörpern analysieren. Diese Fragestellung hat ein hohes Anwendungspotential für die biomolekulare Sensorik, aber auch für andere analytische Fragestellungen wie die Qualitätskontrolle von Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie.