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Zusammenfassung (Deutsch)

Organische Moleküle erfahren derzeit wegen ihrer besonderen Anwendungen auf dem Gebiet der elektronischen Bauelementen große wissenschaftliche sowie industrielle Aufmerksamkeit. Der Schlüssel zur Entwicklung der Funktionalität dieser Anwendungen liegt im grundlegenden Verständnis der elektronischen Struktur der verwendeten Moleküle und ihrer Wechselwirkungen mit den erforderlichen Oberflächen. Im ersten Teil dieser Arbeit werden DFT-Rechnungen in enger Zusammenarbeit mit dem Experiment eingesetzt, um die Ausbildung Oberflächenüberstrukturen zu untersuchen. Das geschieht anhand zweier organischer Moleküle, nämlich (i) zum einen Perylen-basierte Diindenoperylenmolekül (DIP) adsorbiert auf einer reaktiven Oberfläche, zum anderen (ii) ein funktionelles Moleküls mit einer ungleichmäßigeren Ladungsverteilung, nämlich das Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäuredihydrid (PTCDA), adsorbiert auf ionischen Oberflächen. Im zweiten Teil der Arbeit wird eine DFT-unterstützte Multi-Technik-Untersuchung zur Grenzflächenchemie eines makrocyclischen niedersymmetrischen Moleküls, nämlich "free-Base" 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corroles (H3TpFPC) auf Ag(111) präsentiert. Durch die Kombination von Strukturmodellierung mit der Berechnungen von relevanten Core-Level-Spektren und Röntgenabsorptionskanten wird dabei ein Zugang zu den Eigenschaften der auf der Oberfläche stattfindenden chemischen Reaktionen ermöglicht. Neben der Aufklärung der chemischen Reaktionen und der Bereitstellung von wertvollen Informationen über die allgemeine Geometrie von Free-base-Corroles, konnte somit gezeigt werden, dass die theorieunterstützte Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie (NEXAFS) eine ortssensitive Überwachung von chemischen Reaktionen auf Oberflächen ermöglicht.

Zusammenfassung (Englisch)

Organic molecules experience appealing applications in the industry of electronic devices. The key to developing the functionality of these applications lies in the thorough understanding of the electronic structure of the employed molecules and their interactions with the unavoidable surfaces. In the first part of this thesis, state-of-the-art density functional theory (DFT) calculations in close collaboration with experiment have been presented to exemplary address the on-surface structure formation in the prototypical (i) perylene-based diindenoperylene molecule (DIP) on a reactive surface and in (ii) a functional molecule with a nonuniform internal charge distribution, namely the perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diahydride(PTCDA), on ionic surfaces. For both systems, the adsorption mechanisms have been rationalised and compared. The second part of this thesis presents a DFT-guided multi-technique investigation on the interfacial chemistry of a macrocyclic low-symmetry molecule, namely the free-base5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corroles (H3TpFPC), adsorbed on Ag(111). Combining structural modelling with high-level calculations of relevant X-ray core-levels and absorption edges, a detailed insight into the complex on-surface chemistry of corroles has been achieved. Beside corroborating the on-surface reactions and providing valuable information on the geometries of corrolic species, it is demonstrated that theory-assisted near edge X-ray absorption fine-structure (NEXAFS) spectroscopy enables the site-sensitive monitoring of on-surface chemical reactions, thus, providing information not accessible by other techniques.

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