Comparison of relative stability of organic self-assembled monolayers chemisorbed on the Ag(111) surface

Samoorganizujące się monowarstwy molekularne to obiekty quasi-dwuwymiarowe, powstałe na skutek spontanicznej chemisorpcji molekuł na odpowiednio dobranym podłożu, w wyniku zminimalizowania energii całego układu. SAMy są doskonałym przykładem nanostruktur, których właściwości są ważne dla wielu zastosowań złożonych układów pracujących w świecie makroskopowym. Jednym z najbardziej istotnych cech SAM, która decyduje o zakresie możliwych aplikacji, jest stabilność ich wiązania do powierzchni. W tej pracy magisterskiej przeprowadzono serię doświadczeń mających na celu porównanie stabilności monowarstw SAM zbudowanych z molekuł, które wiążą się do podłoża Ag(111) poprzez atom S lub Se. Test stabilności został przeprowadzony dla dwóch rodzin molekuł SAM: BPnS oraz BPnSe (gdzie n = 2-6) poprzez monitorowanie względnej stabilności tych monowarstw na proces ich wymiany poprzez inne molekuły zdolne do formowania monowarstw SAM (HDT i HDSe). Proces wymiany był monitorowany poprzez wykorzystanie refleksyjnej spektroskopii absorpcji w podczerwieni (IRRAS). Wyniki pokazały większą stabilność monowarstw SAM na podłożu Ag(111) opartych na wiązaniu poprzez atom Se.

Self-assembled monolayer are quasi-two dimensional objects, planar structures built from single molecular layer, formed spontaneously by chemisorptions to the selected substrate, as a result of system energy minimalization. SAMs are example of nanostructures which link the nanoscopic world with macroscopic systems important for wide range of technological application. One of the most crucial feature of SAMs, which defines the range of potential applications, is stability of their chemical bonding to the substrate. In this master thesis, a series of experiments were conducted to compare stability of SAMs built from molecules which binds to Ag(111) substrate via S or Se atom. Stability test were conducted for two families of SAMs BPnS i BPnSe (where n = 2 – 6) by monitoring their resistivity towards exchange by other molecules capable of SAMs formation (HDT and HDSe). Exchange process was monitored by infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) . Results show higher stability of Se based SAMs on Ag(111) substrate