Vlastnosti metalo-organických sítí na modifikovaných slabě-interagujících substrátech

Abstract

Tato práce se zaměřuje na syntézu a charakterizaci dvourozměrných (2D) metal-organických sítí na tradičních kovových substrátech i na modifikovaných slabě interagujících substrátech, konkrétně na interkalovaném grafenu. Jedinečné vlastnosti 2D materiálů, jako je mechanická pružnost, velký měrný povrch a přístupná aktivní místa, je činí atraktivními pro různé aplikace, včetně flexibilní elektroniky, katalýzy, senzorů a separace plynů. Ačkoli metal-organické sítě mají potenciální využití v různých oblastech, většina z nich jsou elektrické izolátory s nízkou pohyblivostí náboje, což omezuje jejich použití v elektronických zařízeních. První část této práce se zabývá syntézou slibného vodivého metalo-organického systému na Au(111) a systém je zkoumán pomocí nízkoteplotní skenovací tunelovací mikroskopie (STM) a skenovací tunelovací spektroskopie (STS). Druhá část práce zkoumá syntézu metal-organických sítí na modifikovaném grafenovém substrátu pomocí STM, nízkoenergiové elektronové mikroskopie (LEEM), rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a úhlově rozlišené fotoemisní spektroskopie (ARPES). Výsledky naznačují, že modifikace substrátu metal-organické sítě interkalací může umožnit vyladění přenosu náboje mezi metal-organickou sítí a substrátem a zároveň zachování strukturní integrity rozhraní. Celkově tato práce přispívá k pochopení syntézy a charakterizace 2D metal-organických sítí jak na tradičních kovových substrátech, tak na modifikovaných grafenových substrátech.This thesis focuses on the synthesis and characterization of two-dimensional (2D) metal-organic frameworks (MOFs) on both traditional metal substrates and modified weakly interacting substrates, specifically intercalated graphene. The unique properties of 2D materials, such as mechanical flexibility, large surface area, and accessible active sites, make them attractive for various applications, including flexible electronics, catalysis, sensors, and gas separation. Although MOFs have potential applications in various fields, most MOFs are electrical insulators with low charge mobility, which limits their use in electronic devices. The first part of this thesis explores the synthesis of a promising conductive metal-organic system on Au(111) using low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS). The second part of the thesis investigates the synthesis of MOFs on a modified graphene substrate using STM, low energy electron microscopy (LEEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). The results suggest that modification of the MOF support through intercalation can enable tuning of the charge transfer between the MOF and the support while preserving the structural integrity of the support-MOF interface. Overall, this work contributes to the understanding of the synthesis and characterization of 2D MOFs on both traditional metal substrates and modified graphene substrates.