Bildung und Eigenschaften von selbstorganisierten Schichten von speziellen Thiolen auf Metallelektroden

Selbstorganisierende Monoschichten (Self-assembled Monolayers =SAMs) bilden sich spontan beim Eintauchen geeigneter Substrate in Lösungen organischer, oberflächenaktiver Substanzen. Insbesondere Alkyl-, Arylthiole, Trichorsilane aber auch Alkylamine bilden mit Metallen wie Gold, Silber, Kupfer, Quecksilber und Platin sowie Halbleitern wie Silizium, Galliumarsenid und Indiumphosphid meist kovalente Bindungen, die dem Adsorbat eine hohe Stabilität verleihen. Zusätzlich führen Van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen längeren Alkylketten ab(CH2)10, entsprechend 1,2 nm) bzw. p-p-Wechselwirkungen zwischen aromatischen Ringsystemen sowie Wasserstoffbrückenbindungen zu einer hohen inneren Ordnung und darüber hinaus zu einer weiteren Stabilisierung der Monoschicht. Derartige Proben sind teilweise an Luft über Monate haltbar. Durch die Wahl unterschiedlich langer Alkyl- bzw. Arylketten- und die Verwendung weiterer funktioneller Endgruppen lassen sich modifizierte Elektroden mit maßgeschneiderten Eigenschaften herstellen. Der Ladungs-Transfer über die in der Regel sehr gut isolierenden, nur 1-2 nm dünnen Monoschichten kann nur über feine Poren der SAMs an der Substratoberfläche oder als Tunnelprozess über die Monoschicht selbst erfolgen. SAM- modifizierte Elektroden finden vielfältige Anwendungen in der Sensorik, zu Zelluntersuchungen, im Korrosionsschutz sowie in der Mikro- und Bioelektronik. ...