FWF - Molekulare UE d Si K - Molekulare Untereinheiten der Silicium Kristallstruktur

Die Entwicklung der Mikroelektronik hin zu immer höheren Integrationsdichten wird in absehbarer Zeit an ihre physikalischen Grenzen stoßen. Die sich aus diesem Szenario ergebenden Forschungsansätze befassen sich unter anderem mit der Entwicklung einer molekularen Elektronik (im Gegensatz zur derzeitigen Festkörper-Elektronik). Ein Aspekt dieser Forschung besteht in der Erforschung von kleine Untereinheiten des Silicium-Kristallgitters, beispielsweise durch Darstellung von Silicium-nano-Kristallen. Während die Herstellung solcher Materialien hauptsächlich physikalisch erfolgt (durch Abscheidung, Epitaxie und andere Verfahren) wird in dem beschriebenen Projekt eine Aufbau ausgehend von molekularen Vorstufen durch Gerüstumlagerungsreaktionen versucht. Der Vorteil dieses Zugangs liegt in seiner hohen Selektivität, der guten Untersuchbarkeit der Verbindungen und vor allem in seiner Flexibilität. In Vorarbeiten zum Antrag konnte gezeigt werden, dass die kleinste mögliche Untereinheit des Silicium-Kristallgitters (somit der kleinste mögliche Silicium Nanokristall), die sogenannte Adamantaneinheit hergestellt werden konnte. Dabei handelt es sich um ein ungespanntes tricyclisches Molekül, das weiter funktionalisiert werden kann. Davon ausgehend sollen die Chemie und die physikalischen Eigenschaften der Silaadamantane untersucht werden. Diese Verbindungen können als missing links zwischen kristallinem Silicium und der Klasse der polymeren Organo-siliciumverbindungen (Polysilane) aufgefasst werden. Dieser Aspekt verlangt nach einer gründlichen physikalischen (spektroskopischen) Untersuchung und dem Vergleich mit den Eigenschaften elementaren Siliciums. Daneben soll vor allem die Funktionalisierung der Siladamantane sowie Synthese größerer Gerüstausschnitte des Siliciums untersucht werden. Durch Einbringung bestimmter Fremdatome (z.B. Phosphor und Bor) in das Adamantangerüst soll der physikalische Prozess der Dotierung auf molekularem Niveau untersucht werden.