05.02.2021

Schnappschuss eines molekularen Schalters

Lateralkraftmikroskop zeigt dynamisches Verhalten einzelner Kupferphtalocyanin-Moleküle.

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 beschäftigt sich mit molekularen Schaltern, welche ihre Konfiguration durch äußere Einwirkung ändern können. Der Schlüssel zum Verständnis eines molekularen Schalters ist das Verständnis des Aktivierungs­­prozesses, der zur Konfigurations­änderung führt.

Abb.: Illustration eines molekularen Schalters. (Bild: J. Weymouth, U....
Abb.: Illustration eines molekularen Schalters. (Bild: J. Weymouth, U. Regensburg)

Um die Änderung zu initiieren muss dem System Energie zugeführt werden, welche üblicherweise durch die Energie­barriere zwischen den Konfi­gurationen gegeben ist. Zur Bestimmung der Energie­barriere zwischen zwei Zuständen eines Adsorbates mittels der Rasterkraft­mikroskopie ist eine Serie von Bildern in unterschiedlichen Höhen notwendig. Die Analyse ist jedoch problematisch: Die Änderung der Höhe der Mikroskop­spitze kann die Konfiguration des molekularen Schalters beein­flussen. Um das Problem zu umgehen, benutzen Forscher der Universität Regensburg eine Variante der Rasterkraft­mikroskopie, die Lateralkraft­mikroskopie.

Bei dieser Methode reicht zur Bestimmung der potentiellen Energie bereits ein einzelnes Bild in konstanter Höhe aus. Die Forscher untersuchten einzelne Kupfer­phtalocyanin-Moleküle auf einer metallischen Oberfläche – Moleküle, die beispielsweise in organischen Leuchtdioden Anwendung finden. Mit Hilfe der Lateralkraft­mikroskopie gelang ihnen die Bestimmung der Energiebarriere zwischen den zwei Konfigurations­zuständen des Moleküls – eine Art Schnappschuss eines molekularen Schalters. Das Team will diese neue Technik auf weitere Systeme anwenden, um das dynamische Verhalten und die Stabilität mole­kularer Schalter grundlegend zu verstehen.

U. Regensburg / JOL

Weitere Infos

Virtuelle Jobbörse

Virtuelle Jobbörse
Eine Kooperation von Wiley-VCH und der DPG

Virtuelle Jobbörse

Innovative Unternehmen präsentieren hier Karriere- und Beschäftigungsmöglichkeiten in ihren Berufsfeldern.

Die Teilnahme ist kostenfrei – erforderlich ist lediglich eine kurze Vorab-Registrierung.

Weiterbildung

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie
TUM INSTITUTE FOR LIFELONG LEARNING

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie

Vom eintägigen Überblickskurs bis hin zum Deep Dive in die Technologie: für Fach- & Führungskräfte unterschiedlichster Branchen.

Meist gelesen

Themen