Raziskali smo dvosmerno femtosekundno dinamiko transporta naboja s pomočjo resonančne fotoemisije in metode takta razpada notranjih vrzeli iz 4,4'-bipiridinskih molekulskih plasti na tri različne substrate: Au(111), epitaksialno plast grafena na Ni(111) in grafenskih nanotrakov na Au(111). Pokazali smo, da najnižja nezasedena molekulska orbitala (LUMO) molekule ob tvorbi notranje vrzeli pade delno pod Fermijev nivo v vseh raziskanih sistemih, kar odpira dodaten razpadni kanal za notranjo vrzel, ki vključuje prenos naboja s substrata na molekulo. Poleg tega smo s pomočjo metode takta razpada notranjih vrzeli ugotovili, da je dvosmerni čas prenosa naboja z 2 fs med substratom in molekulo najkrajši na Au(111), sledi z okoli 4 fs epitaksialna plast grafena ter najdaljši na grafenskih nanotrakovih z okoli 10 fs. Predstavili smo tudi dokaze za hitro fazno dekoherenco vzbujenega LUMO* elektrona preko interakcije s površino, kar predstavlja prvo opažanje takšnega hitrega dvosmernega prenosa naboja prek organsko/grafenske stične plasti.
COBISS.SI-ID: 2895460
Raziskali smo elektronsko strukturo 4-hidroksi cianobenzena v plinasti fazi, večplastnih nanosih ter molekulskih kristalov s pomočjo rentgenske fotoemisije (XPS) ter absorpcije rentgenskih žarkov v bližini robov (NEXAFS). Uporabili smo resonančno fotoemisijo (RESPES) za določitev simetrije in atomske lokalizacije zasedenih in nezasedenih molekulskih orbital proste molekule. Po kondenzaciji molekul v večplastni film smo ugotovili, da se vezavne energije 1s notranjih elektronskih nivojev kisika in dušika premaknejo v nasprotni smeri, kar je skladno s pričakovanimi premiki ob tvorbi medmolekulskih vodikovih vezi. RESPES meritve nakazujejo, da ta interakcija povzroči tudi znantno prostorsko popačenje najnižjih nezasedenih molekulskih orbital, ki se deloma odmaknejo z atoma dušika. Prav tako večplastni filmi in posamezni molekulski kristali kažejo enak dikroizem v NEXAFS meritvah pri različnih polarizacijah vpadne rentgenske svetlobe, kar pomeni da medmolekulske vodikove vezi usmerjajo molekulsko urejanje v določeno molekulsko orientacijo.
COBISS.SI-ID: 2765412
Primarni amini lahko interagirajo s sosednjimi molekulami ali kovinskim substratom prek šibkih vezi s prostim elektronskim parom njihove amino funkcionalne skupine. Meritve absorpcije rentgenske svetlobe blizu atomskih robov (NEXAFS) na N 1s robu kažejo, da je struktura nezasedenih molekulskih orbital lokaliziranih na dušiku zelo občutljiva na te interakcije. Tukaj smo razsikali izvor teh sprememb s pomočjo teoretičnih izračunov. Spektre NEXAFS smo simulirali za molekule 1,4-diamino benzena (BDA) v prosti (plinasti), kristalni in enoplastni na Au(111) fazi. Uspešno smo identificirali elektronska stanja na katera vplivajo omenjene amino interakcije. V primeru enojne molekularne plasti na substratu zlata smo pokazali, kako se rezultati izračunov lahko uporabijo za identifikacijo medmolekulskih interakcij, ki vplivajo na adsorpcijsko geometrijo v enoplastnih molekulskih plasteh.
COBISS.SI-ID: 2772068