Es wurde in dieser Arbeit ein Verfahren untersucht, mit dem es möglich ist, Monoschichten auf Graphit unter milden, nicht korrosiven Bedingungen herzustellen, die sich durch eine stabile, chemisorptive Bindung an das Substrat auszeichnen. Der zugrunde liegende Reaktionsmechanismus der verwendeten Methode basiert auf der Addition von elektrochemisch generierten Radikalen an die Graphitoberfläche.<br />Dabei wird Graphit als Elektrode in eine verdünnte Lösung eines geeigneten Precursors - ein Diazoniumsalz - getaucht und durch Zyklovoltammetrie im geeigneten Spannungsbereich das Diazoniumsalz unter Stickstoffabspaltung zum Arylradikal reduziert. Dieses bindet in der Folge irreversibel an die Graphitoberfläche und bildet stabile, dichte Filme, die in der vorliegenden Arbeit durch Infrarot-Spektroskopie, Ellipsometrie und Rasterkraftmikroskopie charakterisiert wurden. Durch einfache Diazotierungsreaktionen von aromatischen Aminen wurden weitere Diazoniumsalze hergestellt, womit gezeigt wurde, dass eine beträchtliche Zahl von funktionellen Gruppen mit dieser Methode chemisorbierbar sind.<br />Durch den Einsatz verschieden substituierter Precursor-Verbindungen konnten auch Einsichten zur Struktur der abgeschiedenen Filme gewonnen werden. Es wurde gezeigt, dass der Prozeß selbstlimitiert ist und somit auf einfache und schnelle Weise reproduzierbar kovalent gebundene Schichten auf Graphit herstellt werden können. Über die Thematik der Modifizierung hinaus wurden die Eigenschaften von Graphit als Substrat für die Reflexions-Infrarotspektroskopie untersucht. Durch seine ausgeprägte Anisotropie - metallische Eigenschaften in der Graphitebene, nicht-metallische Eigenschaften in der Ebene senkrecht darauf - stellt Graphit ein interessantes Bindeglied zwischen metallischen und nicht-metallischen Substraten darstellt. Durch Infrarotspektroskopie und computerunterstützte Simulationsrechnungen wurde ein detailliertes Bild über das Potential der Reflexionsspektroskopie auf Graphit gegeben, einschließlich der optischen Konstanten, der Reflektivität im mittleren Infrarot, Signal-Rausch-Verhältnis sowie der Bandenform und der Auswahlregeln von Monoschichten auf Graphit.<br />
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In this work a method was studied that allows the preparation of monolayers of graphite with a stable chemisorptive linkage to the substrate under mild and non-corrosive conditions. The technique is based on the addition of electrochemically generated radicals onto the native untreated graphite surface. The procedure involves a cyclic voltammetry setup with graphite as electrode that is immersed into a dilute solution of an appropriate precursor. The precursor, which in this work is a diazonium salt, is reduced under separation of molecular nitrogen and the generated arylradicals bind irreversibly onto the surface. The resulting layers were characterized with external reflection infrared spectroscopy, ellipsometry and scanning force microscopy. It was found that the electrochemical process is selflimiting. By diazotation of aromatic amines, several new compounds were synthesized which showed that a remarkable amount of functional groups can be brought onto the surface with this method. With use of specific diazonium salts with different degrees and positions of substitution on the aromatic core further insights on the structure of the deposited films were found. It was shown that the presented method provides reproducible and stable chemisorbed films on graphite. In the present work the optical properties of graphite in the middle infrared region are therefore studied. Assisted by computerbased simulation techniques a detailed view on the potential of infrared reflection spectrosopy on graphite is given, covering a determination of the anisotropic optical contants, the reflectivity in dependence of the incidence angle, the signal-noise-ratio, the band shape and the surface selection rules for monolayers on graphite.
