Abstract:

Selbstorganisierende organische Monoschichten (Self-Assembled Monolayers, SAMs) können als Bindeglied zwischen anorganischen Festkörpern und organischen sowie biologischen Materialien dienen. Obwohl diese Schichten eine sehr einfache Nanostruktur darstellen, finden sich hierfür zahlreiche Anwendungen, denn sie erlauben es viele makroskopische Eigenschaften von Oberflächen zu ändern. Zum Aufbau von komplexen Nanostrukturen werden Verfahren zur Herstellung strukturierter SAMs benötigt. Dadurch eröffnen sich neue mögliche Anwendungen für SAMs z.B. in den Bereichen der Analytik, Biochemie und Elektronik. Laserverfahren verwenden fokussierte Laserstrahlen und erlauben eine schnelle und flexible Strukturierung organischer Monoschichten. Bei der photothermischen Laserstrukturierung wird im Gegensatz zu photochemischen Prozessen, bei denen die organischen Moleküle elektronisch angeregt werden, die lokale Temperaturerhöhung des Substrats ausgenutzt, um eine Reaktion, wie die Zersetzung oder Desorption der Moleküle zu erreichen. Aufgrund der nichtlinearen Abhängigkeit der ausgelösten Reaktionen von der Temperatur ist es in vielen Fällen möglich, Strukturen zu erzeugen, die erheblich kleiner sind als der verwendete Laserspot. In dieser Arbeit wird ein konstruktives Verfahren zur lokalen Funktionalisierung eines SAMs entwickelt. Hierbei wird das Laserverfahren auf einer aliphatischen Monoschicht in einem reaktiven Medium, nämlich Bromgas durchgeführt. Die Bromierung erlaubt die bequeme Einführung von vielen verschiedenen funktionellen Gruppen. Auf diese Weise ist eine chemische Strukturierung der SAMs und schließlich der Aufbau von komplexen Strukturen z.B. durch die Anbindung von Nanopartikeln und Biomolekülen möglich.