Die Nanostrukturierung von anorganischen Oberflächen mit organischen Molekülen und deren Funktionalisierung ist der Hauptforschungsgegenstand des SFB 569. Dieses Teilprojekt soll mit Hilfe von theoretischen Untersuchungen zum Verständnis der Eigenschaften und der Strukturbildung molekularer Schichten auf Oberflächen beitragen. Dabei sollen verschiedene  Methoden, abhängig von der Systemgröße, verwendet werden. Kleinere Systeme und die Wechselwirkung einzelner Funktionsbausteine sollen mit ab initio Elektronenstrukturmethoden behandelt werden. Dies erlaubt eine Analyse ihrer elektronischen, optischen, chemischen und katalytischen Eigenschaften. Größere Systeme und die Dynamik und Kinetik der Strukturbildung sollen mit Methoden, die auf Kraftfeldern beruhen, beschrieben werden. Diese Kraftfelder sollen auch für eine Voroptimierung der Strukturen, die mit ab initio Methoden behandelt werden, benutzt werden.

Konkret sollen zunächst die Eigenschaften von Metall-Molekül-Metall-Kontakten, die im SFB experimentell erfolgreich präpariert worden sind, berechnet werden. Diese Strukturen werden durch Metallabscheidung auf Schichten kleinerer aromatischer Thiole wie z.B.  Mercaptopyridin erzeugt, die sich noch gut in ab initio Rechnungen beschreiben lassen. Als ersten Schritt soll die Strukturen und Stabilität reiner selbstorganisierter organischer Monolagen auf Au(111) untersucht werden. Danach sollen die Eigenschaften der Metall-Molekül-Metall-Kontakte bestimmt werden. Besonderes Augenmerk soll dabei auf die elektronischen Eigenschaften gelegt werden mit Hinblick auf mögliche Anwendungen solcher  Metall-Molekül-Metall-Kontakte.

Ähnliche Fragestellungen sollen dann auch für halbleitende organische Schichten untersucht werden, die aus linearen und zyklischen Anordnungen von Pyridinen und Thiophenen bestehen. Hierbei soll besonders die gezielte Veränderung der elektronischen und optischen Eigenschaften dieser Schichten durch Oxidation bzw. Dotierung im Mittelpunkt stehen. Zusätzlich soll der Prozess der Strukturbildung mit Molekulardynamik- und kinetischen Monte Carlo Methoden untersucht werden, wobei die Wechselwirkungen von Kraftfeldern abgeleitet werden sollen.