N‐Heterocyclic Carbenes on a III‐V Semiconductor: From Chain Formation to Ordered Monolayers
Abstract
Abstract N‐Heterocyclic carbenes (NHCs) are established ligands for various surfaces, known for their strong binding, ability to form self‐assembled monolayers, and modular structure. However, semiconductor surface modification with NHCs is still in its infancy despite its technological importance. Although previous studies focused on silicon, III‐V compound semiconductors offer direct bandgaps and high electron mobilities, making them ideal for (opto‐)electronics. This study examines the adsorption of different NHCs on GaAs, a prototypical III‐V material, using scanning tunneling microscopy, density functional theory, X‐ray photoelectron spectroscopy, low‐energy electron diffraction, and reflectance anisotropy spectroscopy. Covalent binding to the surface and the formation of well‐ordered NHC monolayers are observed, along with exceptionally large work function reductions. The unique structural features of NHCs enable precise control over film structure, ordering, and electronic properties.
Article Details
Authors (21)
Martin Franz
Ankita Das
Universität Münster
Sandhya Chandola
Helmholtz‐Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH 14109 Berlin Germany
Milan Kubicki
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Mowpriya Das
Universität Münster
Andrea Sette
Dipartimento di Fisica Università di Roma ‘Tor Vergata' Via della Ricerca Scientifica 1 Rome 00133 Italy
Domenico Corona
Dipartimento di Fisica Università di Roma ‘Tor Vergata' Via della Ricerca Scientifica 1 Rome 00133 Italy
Maurizia Palummo
Dipartimento di Fisica Università di Roma ‘Tor Vergata' Via della Ricerca Scientifica 1 Rome 00133 Italy
Letizia Chiodo
Department of Engineering Università Campus Bio‐Medico Rome 00128 Italy
René Schöder
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Preeti Chahar
Organisch-Chemisches Institut, Universität Münster, Corrensstraße 36, Münster 48149, Germany
Benjamin Fuhrmann
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Jonathan Engelhardt
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Oskar Düren
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Dorothee S. Rosenzweig
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Paul Bakos
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Kai‐Luis Jakob
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Mario Dähne
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Conor Hogan
Norbert Esser
Technische Universität Berlin Institut für Physik und Astronomie Hardenbergstraße 36 10623 Berlin Germany
Frank Glorius
Organisch-Chemisches Institut, Universität Münster