Das Teilprojekt B11 befasst sich mit dem Prozess der Strukturbildung in zweidimensiona­len (2D) Adschichten aus großen organischen Molekülen und in metallorganischen Hybrid­schichten aus organischen Molekülen und getrennt aufgebrachten Metallatomen. Es zielt auf ein detailliertes Verständnis der dabei auf molekularer Skala ablaufenden Prozesse, von Bildung/Zerfall zweidimensionaler (2D) Keime über deren weiteres 2D Wachstum bis zur Bildung langreichweitig geordneter Adschichten, und die quantitative Beschreibung dieser Prozesse und der resultierenden Strukturen in einem gemeinsamen energetischen Konzept.

Die im ersten Teilbereich angestrebte quantitative Beschreibung der Strukturbildung in organischen Adschichten umfasst i) die Identifikation und Charakterisierung der hierfür re­levan­ten mikroskopischen Prozesse (Oberflächendiffusion, Keimbildung, -stabilität und ‑wachstum, Ausbildung und Ver­änder­ung größerer geordneter Domänen) und ii) die Bestim­mung der beteiligten Molekül-Molekül und Molekül-Substrat Wechsel­wirkungen, was auch eine genaue strukturelle und energetische Analyse der geordneten Netzwerkstrukturen bein­haltet. Zentrales Messverfah­ren ist die zeitaufgelöste Rastertunnel­mikroskopie (STM), ent­weder als Video STM bei Raumtemperatur oder bei tiefen, variablen Temperaturen (VT-STM), die punktuell durch thermische Desorptionsspektroskopie und ­Schwingungs­spektro­skopie ergänzt wird. Die Strukturbildung wird hauptsächlich anhand von im TP A7 herge­stellten Oligopyridinmoleküle untersucht, die auf­grund ihrer Struktur und iher stark anisotropen Wechselwirkung (über Wasserstoffbrücken) zu vielfältigen Netzwerk­struk­turen führen. Die ermittelten Wechselwirkungs- und Aktivierungsenergien sowie die resul­tieren­den Netzwerkstrukturen werden mit den Ergebnissen von Dichtefunktional- und Kraftfeldrechnungen der kooperierenden theoretischen Arbeitsgruppen verglichen, die erstell­ten molekularen Konzepte zur Strukturbildung sollen dort in Kinetischen Monte-Carlo Simulationen verifiziert werden. Durch Variation der Substrat- und Molekülstruktur soll ein kohärentes Bild der Strukturbildung erarbeitet werden.

Im zweiten Bereich des Teilprojektes, der sich mit metallorganischen Hybridstrukturen be­fasst, sind zusätzlich zu der quantitativen Beschreibung der Strukturbildung und den zugrunde liegenden Energien und mikroskopischen Prozesse die elektronischen und chemischen Eigenschaften der Metallzentren von Interesse, die über spektroskopische Messungen und über die Adsorption von Sondenmolekülen erfasst werden sollen.