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In situ Untersuchungen von funktionalisierten und unfunktionalisierten Alkanthiol-Monolagen auf Gold- und Silberoberflächen mittels IR vis Summenfrequenzspektroskopie

Zolk, Michael

English Title: In situ investigations of functionalised and unfunctionalised alkane thiol monolayers by IR vis sum frequency spectroscopy

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PDF, German
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Abstract

In dieser Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Lösungsmittel auf selbstorganisierende Monolagen funktionalisierter und unfunktionalisierter Alkanthiole mittels nichtlinear-optischer Schwingungsspektroskopie (Summenfrequenzspektroskopie, SFG) untersucht. Die Spektren von Undekanthiol-Monolagen im Kontakt mit den untersuchten Lösungsmitteln (D2O, CCl4, Hexan) zeigen dabei nur geringe Unterschiede zu den Spektren der Monolage an Luft. Die Filme bleiben auch im Lösungsmittel gut geordnet. Bei der quantitativen Auswertung wurden der Einfluss linear-optischer Effekte sowie der Winkel zwischen Methyl-Endgruppe und Oberflächennormale bestimmt. Nur in Hexan zeigt sich eine Abweichung von der an Luft beobachteten Orientierung. Im Unterschied zu diesen Filmen zeigen sich bei Monolagen oligo(ethylenglykol)-terminierter Alkanthiole (EG3-OMe) drastische Aenderungen beim Kontakt mit den Lösungsmitteln. In einem ersten Schritt wurde durch die Aufnahme von Spektren unterschiedlich deuterierter EG3-OMe-Monolagen sowie durch den Vergleich mit ab-initio-Berechnungen eine Zuordnung der Schwingungsbanden in den Spektren durchgefuehrt. Die Monolagen auf Goldsubstraten zeigen im Lösungsmittel eine deutliche Amorphisierung, die Ordnung geht verloren, während die Monolagen auf Silbersubstraten einen deutlich geringeren Einfluss der Lösungsmittel zeigen.

Translation of abstract (English)

In this work the influence of solvents on self assembling monolayers of functionalised and unfunctionalised alkane thiols was investigated by nonlinear optical spectroscopy (sum frequency spectroscopy, SFS). The spectra of undecane thiol monolayers in contact with the solvents (D2O, CCl4, hexane) show only relatively small changes compared to the monolayers in air. The films remain well ordered even when in contact with solvents. The influence of linear optical effects on the spectra as well as the angle between the symmetry axis of the methyl end group and the surface normal have been determined for these monolayers. Only in hexane a deviation from the orientation in air can be seen. In contrast to the undekanethiol films, monolayers of oligo(ethylene glycol) terminated alkane thiols (EG3-OMe) show drastic effects when in contact with solvents. In a first step the vibrational peaks in the sum frequency spectra have been identified by investigating monolayers of different deuterated EG3-OMe compunds as well as comparing the experimental results with ab initio calculations. The monolayers on gold substrates clearly show amorphisation in contact with solvents, the monolayers are no longer well ordered. In contrast, the monolayers on silver substrates exhibit a significantly smaller influence of the solvents on the film structure.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Buck, Dr. Manfred
Date of thesis defense: 30 November 2001
Date Deposited: 07 Jan 2002 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institute of Physical Chemistry
Subjects: 540 Chemistry and allied sciences
Controlled Keywords: Monoschicht, Alkanthiole, Nichtlineare Laserspektroskopie, In situ
Uncontrolled Keywords: Monolayer , Alkane thiols , nonlinear optical spectroscopy , in situ
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