Aktuelles: Abbildung eines molekularen Schalters

Mit Hilfe von Rastersondenverfahren – wie etwa der Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskopie – lassen sich wertvolle Information zu einzelnen Molekülen generieren. Ein interessanter Zweig auf dem Gebiet der Forschung besch?ftigt sich mit sogenannten molekularen Schaltern, welche ihre Konfiguration durch ?u?ere Einwirkung ?ndern k?nnen.

Der Schlüssel zum Verst?ndnis eines molekularen Schalters ist das Verst?ndnis des Aktivierungsprozesses, der zur Konfigurations?nderung führt. Um die ?nderung zu initiieren, muss dem System Energie zugeführt werden, welche üblicherweise durch die Energiebarriere zwischen den Konfigurationen gegeben ist. Zur Bestimmung der Energiebarriere zwischen zwei Zust?nden eines Adsorbates mittels der Rasterkraftmikroskopie ist eine Serie von Bildern in unterschiedlichen H?hen notwendig. Die Analyse ist jedoch problematisch: Die ?nderung der H?he der Mikroskopspitze kann die Konfiguration des molekularen Schalters beeinflussen.
Um das Problem zu umgehen, benutzen Forscher der Universit?t Regensburg eine Variante der Rasterkraftmikroskopie, die sogenannte Lateralkraftmikroskopie. Bei dieser Methode reicht zur Bestimmung der potentiellen Energie bereits ein einzelnes Bild in konstanter H?he aus. Die Forscher untersuchten einzelne Kupferphtalocyanin-Moleküle auf einer metallischen Oberfl?che – Moleküle, die beispielsweise in organischen LEDs Anwendung finden. Mit Hilfe der Lateralkraftmikroskopie gelang ihnen die Bestimmung der Energiebarriere zwischen den zwei Konfigurationszust?nden des Moleküls.

Die Studie f?ngt erstmals den ?Schnappschuss“ eines molekularen Schalters in einer Aufnahme mittels Lateralkraftmikroskopie ein. Das Team will diese neue Technik auf weitere Systeme anwenden, um das dynamische Verhalten und die Stabilit?t molekularer Schalter grundlegend zu verstehen.

Originalpublikation

Alfred J. Weymouth, Elisabeth Riegel, Bianca Simmet, Oliver Gretz und Franz J. Giessibl, Lateral Force Microscopy Reveals the Energy Barrier of a Molecular Switch, in: ACS Nano (2021)
DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.0c09965 (externer Link, ?ffnet neues Fenster)