Long Vertical Distance Bonding of the Hexagonal Boron Nitride Monolayer on the Cu(111) Surface

Abstract

viii Cu(111)-Substrat auf. Stärkere Wechselwirkungen an der Grenzfläche wurden nur dann gefunden, wenn die hBN-Schicht eine höhere Dichte an strukturellen Defekten aufwies. In diesen Fällen konnte die darunter liegende Cu(111)-Oberfläche die azimutale Orientierung der PTCDA-Domänen beeinflussen. Abschließend wurden die optischen Eigenschaften von PTCDA/hBN/Cu(111) gemessen und mit denen von PTCDA/Cu(111), wo die erste PTCDA-Lage die höheren PTCDA-Lagen von der Metalloberfläche entkoppelt, verglichen. Raman-Linien wurden für beide Systeme gemessen und mit denen von PTCDA auf anderen Substraten verglichen. Auf beiden Substraten, hBN/Cu(111) und Cu(111), wurde Fluoreszenz gemessen von Molekülen, die an Oberflächendefekten adsorbiert sind, und von Molekülen in höheren Lagen (ab der zweiten Lage auf hBN/Cu(111) und ab der dritten Lage auf Cu(111)). Die Fluoreszenz lag bei ˜18.450 cm −1 bzw. ˜18.150 cm −1 . Nur auf hBN/Cu(111) wurde Fluoreszenz von geordneten Molekülen in der ersten Lage bei ˜18.300 cm −1 gemessen. Allerdings ist die Fluoreszenzintensität von PTCDA auf hBN/Cu(111) klein und die Lebenszeiten der angeregten Zustände liegt bei nur (1, 6 − 4, 4) • 10 −14 s. Diese Untersuchungen zeigten, dass eine einzelne hBN-Schicht nur zu einem gewissen Grad in der Lage ist, das PTCDA-Molekül von einer Cu(111)-Oberfläche zu entkoppeln. Einerseits ähnelt das PTCDA-Molekül auf hBN/Cu(111) PTCDA-Molekülen in der Gasphase stärker als solchen, die auf einer Metalloberfläche adsorbiert sind. Andererseits wird das PTCDA-Molekül durch die hBN-Schicht nicht ausreichend entkoppelt, um eine Auslöschung einer elektronischen Anregung zu verhindern. Trotz einer Reduktion der Ladungsübertragung zwischen den Schichten sind die Fluoreszenz-Intensitäten und die Quantenausbeute gering.

The influence of an interfacial hBN layer on the fluorescence of an organic molecule

“…In particular, we found that hBN on Cu(111) forms a flat layer at a relatively large vertical distance from the Cu(111) top layer of 3.24 Å using an X-ray standing-waves analysis [30]. This large distance is, in principle, in agreement with the results reported independently by Schwarz and co-workers [31].…”

“…The structural quality of the bare Cu(111) surface, the hBN layers, and the PTCDA layers was checked by LEED. We used a SPA-LEED instrument as described in [30]. An additional annealing step between the last sputter cycle and the borazine deposition was omitted here in order to prevent segregation of chemical impurities from the Cu bulk to the surface, which we otherwise occasionally observed as additional LEED spots.…”

Dependence of the adsorption height of graphenelike adsorbates on their dimensionality

“…If this displacement is impossible, for instance due to the dimensionality of the adsorbate, then Pauli repulsion has the capacity to suppress chemical interactions between adsorbate and substrate. The interaction model developed here for the case of graphenelike planar adsorbates appears to be applicable to other 2D materials 075410-5 [54] as well and is therefore of a more general nature. It thus offers important insights into the interaction mechanisms at metal surfaces, in particular the balance between repulsive and attractive interactions.…”

X-ray standing waves reveal lack of OH termination at hydroxylated ZnO(0001) surfaces

“…is a free parameter that reflects the fact that XSW is only sensitive to the vertical position with respect to H modulo the period of the standing wave field. Importantly, several effects sensitively influence f H [30,[33][34][35] and effects beyond the current theoretical description are indicated by observed f H variations between different chemical elements [33] and chemical species of the same element [34]. P H is a much more robust observable.…”