Alkali induced azimuthal reorientation of conjugated molecules: Pentacene and Sexiphenyl on Ag(110)

Das Ziel dieser Arbeit war es die Ausrichtung zweier wichtiger Modellmoleküle auf einer Silber (Ag) (110) Einkristalloberfläche zu bestimmen und die Auswirkung einer Cäsium (Cs) n-Dotierung auf die geometrische und elektronische Bandstruktur zu untersuchen.Für die hier präsentierten Untersuchungen wurden sowohl das reine als auch ein Cs rekonstruiertes Ag-Substrat für verschiedene Schichtdicken verwendet. Als Techniken wurden niederenergetische Eletronenbeugung (LEED) und winkelaufgelöste Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie (ARUPS) verwendet, um die Oberflächenstruktur und die Orientierung der Moleküle festzustellen.Die 5A Monolage ist geordnet, mit dem Ag-Substrat hybridisiert und liegt flach auf der Oberfläche, wobei die Moleküle entlang der [001] Richtung, d.h. quer zu den Ag-Reihen, ausgerichtet sind.Durch Cs-Dotierung ändert sich die 5A Monolage dramatisch: sie wird ungeordnet, die Molekülebene wird geneigt, die Hybridisierung aufgehoben und die Orientierung erfolgt nun entlang der Ag-Reihen in [110]. Weiters konnten wir zeigen, dass die Reihenfolge des Aufdampfens von Molekülen und Cs Einfluss auf das Ergebnis hat und dass die Cs induzierten Ag-Rekonstruktionsreihen nicht von Vorneherein zur Umorientierung der Moleküle führen.Die 6P Monolage ist auf dem Ag-Substrat nur schwach gebunden, verdreht, geordnet und entlang der [001] Richtung ausgerichtet. Nach dem Dotieren mit Cs drehen sich die Moleküle ebenfalls um 90, orientieren sich entlang der Ag-Reihen in [110], weisen aber eine erhebliche Unordnung auf.Der dicke Film ist in seiner reinen Form ebenfalls entlang [001] orientiert. Durch Cs Dotierung kommt es zu einer teilweisen Entnetzung der Oberfläche und Inselbildung. Die Molelüle der Inseln bleiben in [001] orientiert während sich die Moleküle der freigelegten Monolage um 90 drehen und entlang [110] anordnen.The aim of this work was to study the alignment of two important model molecules on the Ag(110) substrate and what effects on the geometry and electronic band alignment can be obtained upon n-doping with Cs. The investigations presented here were performed in different variations as clean and reconstructed substrates or different molecular layer thickness. As techniques we used Low Energy Electron Diffraction (LEED) and Angle Resolved Ultraviolet Photoemission Spectroscopy (ARUPS) to determine the surface order and the orientations of the molecules, respectively.It has been found that the presence of Cs modifies the orientation of the 5A and 6P molecules on the Ag(110) substrate as well as their electronic band structure.The Pentacene (5A) monolayer is ordered and the molecules orient in the [001] direction, across the Ag rows. Upon Cs doping the 5A monolayer changes from order, hybridisation and lying flat on the surface aligned along [001] to disorder, charge transfer, being tilted and oriented along [110]. We were also able to show that the order of deposition is of great importance as it influences the results and that it is not the Cs reconstruction rows that lead to the reorientation of the molecules per se.The Sexiphenyl (6P) pristine monolayer which is twisted and only weakly bound, is ordered and oriented along [001]. After Cs exposure the molecules turn 90 and align along the [110] azimuth but show significant disorder.The 6P pristine thick film is also aligned in the [001] direction. Upon Cs doping a partial dewetting and islanding occurs. The molecules of these islands keep their orientation along [001] while the remaining monolayer reorients 90 and aligns along [110].Veronika SchweinzerZsfassung in dt. und engl. SpracheGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2012(VLID)21715