Adaptive Nanostrukturen durch hierarchische Selbstorganisation

Ziel des Projektes ist der rationale Aufbau von adaptiven, d.h. schaltbaren und prozessierbaren, nanostrukturierten Oberflächen. In der belebten Natur werden zahlreiche spezifische Funktionen durch eine hierarchische strukturelle Gliederung auf molekularer Ebene erreicht. Dort setzen sich individuelle (funktionelle) Einheiten, ihrerseits bestehend aus einer wohl definierten Gruppe an molekularen Untereinheiten, zu einem komplexeren Ganzen zusammen. Der hohe Grad an Komplexität eines Systems zusammen mit seinen generischen Eigenschaften lässt sich so auf die Beherrschung einiger weniger, kontrollierbarer Parameter, d.h. die Steuerung der molekularen Wechselwirkungen, zurückführen. Im Zusammenhang mit der Strukturierung und Funktionalisierung von Oberflächen im Nanometerbereich sollen in diesem Projekt Strategien entwickelt werden molekulare Komponenten durch Selbstorganisation auf Oberflächen zu Nanostrukturen zusammenzufügen, die über spezifische Eigenschaften verfügen. Durch die Einbindung von schaltbaren Einheiten, d.h. durch äußere Parameter wie Licht und elektrische Felder in ihren geometrischen wie elektronischen Eigenschaften veränderbaren Elementen, sollen die Nanostrukturen gezielt veränderbar werden. Bei der Realisierung solcher Nanostrukturen werden Metallsubstrate mit ultradünnen Isolatorschichten zum Einsatz kommen, um die molekularen Eigenschaften insbesondere der schaltbaren Elemente zu erhalten. Zudem werden die Möglichkeiten der Verwendung von Graphensubstraten mit einstellbarer Elektronendichte zur Steuerung der molekularen Selbstorganisation untersucht.