DFT study of alkanethiol self-assembled monolayers on gold(111) surfaces

Selbstorganisierte Monoschichten (self-assembled monolayers, SAMs) von Alkanthiolen auf Goldoberflächen sind in der Nanotechnologie von großem Interesse. Auf der Au(111) Oberfläche bilden Alkanthiole hoch geordnete Strukturen mit (\(\surd\)3\(\times\)\(\surd\)3)R30° Gitter oder c(4\(\times\)2) Überstrukturmodulation. Fragen wie die Orientierung der Moleküle, die Oberflächenrekonstruktion und die Rolle der Kettenlänge werden jedoch noch erforscht. In dieser Studie von Alkanthiol SAMs werden sterische Effekte der Alkanketten in den (\(\surd\)3\(\times\)\(\surd\)3)R30° Strukturen und Rekonstruktionen für die c(4\(\times\)2) SAM von Ethanthiol untersucht. Die energetisch günstigste Struktur beruht auf einer Rekonstruktion durch Adatome, die von der Goldoberflache kommen und Leerstellen erzeugen. Ein plausibler Mechanismus für die Bildung von Gold Ätzgrübchen (etch pits, vacancy islands), folgt aus dem schrittweisen Auffüllen der Leerstellen, das die SAM weiter stabilisiert. Diese Struktur stimmt mit vielen experimentellen Daten überein