Selbstorganisierende Monoschichten in der IR-Spektroskopie

Die Infrarotspektroskopie, in der Regel die Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (IRRAS), ist die bevorzugte Methode zur Charakterisierung von ultradünnen Schichten wie selbstorganisierten Monoschichten. Wenn sich Infrarotstrahlung durch eine Probe bewegt, wird ein Teil der Strahlung absorbiert und ein anderer Teil durchgelassen. IR-Detektoren erfassen diese charakteristischen Signale und erzeugen ein Spektrum, das den molekularen Fingerabdruck der Probe darstellt. Dies unterstreicht den inhärenten Wert der IR-Spektroskopie; sie kann dazu verwendet werden, die molekulare Zusammensetzung in Abhängigkeit von den charakteristischen Absorptions-/Transmissionsspektren aufzuklären.

Mit Hilfe der IR-Spektroskopie lässt sich anschließend ein umfassendes spektroskopisches Muster für eine Probe erstellen und verschiedene chemische und strukturelle Eigenschaften bewerten. Wie lässt sich dies nun auf selbstorganisierte Monoschichten anwenden?

Verständnis von selbstorganisierten Monoschichten und ihre Verwendung

Selbstorganisierte Monoschichten (Self-Assembled Monolayers, SAMs) sind molekulare Ansammlungen, die spontan auf Oberflächen durch Absorption entstehen. In den letzten Jahren hat das Interesse an selbstorganisierten Monoschichten erheblich zugenommen, obwohl die ersten Arbeiten bereits 1946 veröffentlicht wurden. Heute bilden sie einen der Eckpfeiler der modernen Nanotechnologie und werden zunehmend in zahlreichen technischen Bereichen eingesetzt, um ultradünne, geordnete Schichten mit verschiedenen Anwendungen herzustellen. So werden beispielsweise Verpackungsmaterialien zunehmend durch molekulare Selbstorganisation hergestellt.

Die Infrarot-Charakterisierung von selbstorganisierten Monoschichten ist schwierig, da sie auf den Wachstumssubstraten nur geringe Konzentrationen aufweisen.

Selbstorganisierende Monoschichten werden in der Regel auf Metall- oder Metalloxidoberflächen aufgebaut. Extrem dünne Beschichtungen auf Metalloberflächen ermöglichen eine Analyse durch Reflexion der Strahlung im IR-Bereich vom Substrat zum Detektor im Spiegelreflexionsmodus. Dabei handelt es sich um eine externe Reflexionstechnik, bei der Licht von einer glatten, festen Oberfläche reflektiert wird, auf der die Einfalls- und Reflexionswinkel vollkommen gleich sind. Selbstorganisierte Monoschichten können untersucht werden, wenn auf ein reflektierendes Metall, wie z. B. Gold, ein unbekanntes Material aufgebracht wird.

Verwendung von Gold zur Ermittlung des Absorptionsspektrums einer selbstorganisierten Monoschicht

Einer der Hauptvorteile der Verwendung von Goldsubstraten zur Charakterisierung selbstorganisierter Monoschichten ist ihr hohes IR-Reflexionsvermögen. Der IR-Strahl wird vom Gold reflektiert und interagiert mit der selbstorganisierten Monoschicht. Da Gold eine nicht reagierende Substanz ist, ist das resultierende Spektrum ausschließlich ein Absorptionsspektrum des Beschichtungsmaterials. Hochreine, ultraflache Goldoberflächen sind daher ideal für die Untersuchung selbstorganisierter Monoschichten.

Die extreme Planarität und das dünne Design bieten gleichzeitig Kostenvorteile und eliminieren die Gefahr, dass SAM-Substrate mit der selbstorganisierten Monoschicht oder dem Sauerstoff in der Atmosphäre reagieren.

Ultraflache Goldoberflächen von Platyps Tech

Platypus Technologies bietet eine Reihe gebrauchsfertiger ultraflacher Oberflächen für nanotechnologische Anwendungen wie Studien über selbstorganisierte Monoschichten. Die Infrarotspektroskopie ist das ideale Paradigma für das Verständnis selbstorganisierende Monoschichten Gold ist ein hervorragendes Material für solche Untersuchungen, da es nicht reaktiv ist. Möchten Sie mehr erfahren? Kontakt ein Mitglied des Teams heute.