A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Spectroscopy of currents and forces of single-atom and single-molecule junctions
In der vorliegenden Arbeit wird ein kombiniertes Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskop optimiert, um Ströme und Kräfte in aus einzelnen Atomen und Molekülen bestehenden Kontakten zu untersuchen. Eine wesentliche Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Mikroskops wird durch Reduzieren der Temperatur und mechanischer als auch elektromagnetischer Störungen erreicht. Zunächst werden Kontakte zu einzelnen C60-Molekülen auf einer supraleitenden Nb(110)-Oberfläche hergestellt, um den stabilen Betrieb des Mikroskops mit einer Energieauflösung zu verifizieren, welche der temperaturbedingten Grenze entspricht. Spektroskopische Messungen während der Bildung dieser Kontakte zeigen eine graduelle Zunahme des differentiellen Leitwerts innerhalb der supraleitenden Energielücke. Die experimentellen Beobachtungen verdeutlichen die Zunahme der Andreev-Reflexionswahrscheinlichkeit mit abnehmendem Abstand zwischen Probe und Spitze. Eine sorgfältige Auswertung der differentiellen und gesamten Leitwerte zeigt feine Unterschiede auf, welche auf die atomare Kontaktgeometrie zurückgeführt werden. Ein Vergleich der Resultate mit einer Erweiterung des Blonder-Tinkham-Klapwijk-Modells legt den Einfluss der Orientierungsabhängigkeit der Transmissionskoeffizienten einzelner C60-Moleküle nahe. Es wird eine neuartige Methode vorgestellt, um die Mindestanzahl von Transportkanälen zu bestimmen. Zusätzlich wird der fehlerfreie Betrieb des Rasterkraftmikroskops durch das Reproduzieren des Kraftverlaufs während der Bildung von C60-C60-Kontakten bestätigt. Der Einfluss der extern angelegten Spannung auf die während der Kontaktbildung herrschende vertikale Kraft wird zum ersten Mal berichtet. Die Berücksichtigung konventioneller Kräfte und starrer Elektroden weist auf das Auftreten bisher unerforschter Phänomene hin. Schließlich wird die Temperaturabhängigkeit der zur Manipulation einzelner Atome benötigten lateralen Kraft quantifiziert. Die Erfassung von Kräften mit einer Auflösung im Piconewton-Bereich hebt die Leistungsfähigkeit des optimierten ...
Spectroscopy of currents and forces of single-atom and single-molecule junctions
In der vorliegenden Arbeit wird ein kombiniertes Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskop optimiert, um Ströme und Kräfte in aus einzelnen Atomen und Molekülen bestehenden Kontakten zu untersuchen. Eine wesentliche Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Mikroskops wird durch Reduzieren der Temperatur und mechanischer als auch elektromagnetischer Störungen erreicht. Zunächst werden Kontakte zu einzelnen C60-Molekülen auf einer supraleitenden Nb(110)-Oberfläche hergestellt, um den stabilen Betrieb des Mikroskops mit einer Energieauflösung zu verifizieren, welche der temperaturbedingten Grenze entspricht. Spektroskopische Messungen während der Bildung dieser Kontakte zeigen eine graduelle Zunahme des differentiellen Leitwerts innerhalb der supraleitenden Energielücke. Die experimentellen Beobachtungen verdeutlichen die Zunahme der Andreev-Reflexionswahrscheinlichkeit mit abnehmendem Abstand zwischen Probe und Spitze. Eine sorgfältige Auswertung der differentiellen und gesamten Leitwerte zeigt feine Unterschiede auf, welche auf die atomare Kontaktgeometrie zurückgeführt werden. Ein Vergleich der Resultate mit einer Erweiterung des Blonder-Tinkham-Klapwijk-Modells legt den Einfluss der Orientierungsabhängigkeit der Transmissionskoeffizienten einzelner C60-Moleküle nahe. Es wird eine neuartige Methode vorgestellt, um die Mindestanzahl von Transportkanälen zu bestimmen. Zusätzlich wird der fehlerfreie Betrieb des Rasterkraftmikroskops durch das Reproduzieren des Kraftverlaufs während der Bildung von C60-C60-Kontakten bestätigt. Der Einfluss der extern angelegten Spannung auf die während der Kontaktbildung herrschende vertikale Kraft wird zum ersten Mal berichtet. Die Berücksichtigung konventioneller Kräfte und starrer Elektroden weist auf das Auftreten bisher unerforschter Phänomene hin. Schließlich wird die Temperaturabhängigkeit der zur Manipulation einzelner Atome benötigten lateralen Kraft quantifiziert. Die Erfassung von Kräften mit einer Auflösung im Piconewton-Bereich hebt die Leistungsfähigkeit des optimierten ...
Spectroscopy of currents and forces of single-atom and single-molecule junctions
Brand, Jonathan (author) / Kröger, Jörg Peter / Krischok, Stefan / Kirchner, Stefan
2018-12-21
Theses
Electronic Resource
English
Dual‐Vibration‐Assisted Charge Transport Through Hexabenzocoronene in Single‐Molecule Junctions
| Wiley | 2025
Dual‐Vibration‐Assisted Charge Transport Through Hexabenzocoronene in Single‐Molecule Junctions
| Wiley | 2025