13.12.2018

Moleküle auf Schienen

Im Rahmen eines bilateralen Projekts des österreichischen Akademischen Austauschdienstes (ÖAD) haben Wissenschaftler der Rastersondenmikroskopie-Gruppe des Instituts für Physik der Montanuniversität Leoben gemeinsam mit Kollegen der Universität Belgrad/Serbien erfolgreich geforscht.

Die Moleküle bewegen sich wie auf Schienen.

Wie auf Schienen
Nadelartige Kristallite – bestehend aus tausenden von organischen halbleitenden Kohlenwasserstoffmolekülen – wurden auf zwei-dimensionalen Substraten wie Graphen (eine ein-atomar dicke Schicht Graphit) oder wenige Atomlagen dickes hexagonales Bornitrid gezüchtet und dann gezielt verschoben. Dazu wurden die auf den Substraten gewachsenen kristallinen Nadeln zunächst mit der Sonde eines Rasterkraftmikroskops (eine winzige Pyramide) in Bruchstücke – weniger als ein halben Mikrometer lang – „zerhackt“. Diese Nadelfragmente wurden dann schrittweise mit der Sonde verschoben. Dabei wurde in nachfolgenden Rasterkraftmikroskopie-Aufnahmen beobachtet, dass die Moleküle auf den Substraten nicht in der Bewegungsrichtung der Sonde  geglitten sind, sondern sich – wie auf unsichtbaren Schienen – entlang bestimmter kristallographischen Richtungen des Substrats, die nahezu mit den Wachstumsrichtungen der Nadeln übereinstimmen, fortbewegt haben.

In „Nanoscale“ veröffentlicht
Diese auf der Nanoskala durchgeführten Experimente lieferten im Zusammenhang mit Computersimulationen neue Erkenntnisse zum Reibungsverhalten der neuartigen zwei-dimensionalen Materialien, die neben ihren interessanten elektronischen Eigenschaften sich auch als ultradünne feste Schmierstoffe einsetzen lassen. Die Ergebnisse wurden im Herbst in der renommierten Zeitschrift “Nanoscale”  unter dem Titel  “Molecules on railes: sliding and friction anisotropy of organic nanocrystals on two-dimensional materials”, [B. Vasic, I. Stankovic, A. Matkovic, M. Kratzer, C. Ganser, R. Gajic, C. Teichert, Nanoscale 10 (2018) 18835] publiziert.

Weitere Informationen:
Ao. Univ. Dr. Christian Teichert, Institut für Physik
e-mail: teichert( at) unileoben.ac.at
Dr. Aleksandar Matkovic
e-mail: aleksandar.matkovic(at)unileoben.ac.at