Könne, Nils (2016) Molekularer Wärmetransport einzelner Moleküle. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

In dieser Arbeit wird experimentell der Wärmeübertrag durch einzelne Moleküle sowie durch die Kopplung der thermischen Nahfelder zwischen Probe und Sonde untersucht. Dafür werden Messungen im Ultrahochvakuum mit dem Near-Field-Scanning-Thermal-Microscope (NSThM) durchgeführt, welches auf einem kommerziellen Rastertunnelmikroskop mit einer um ein Mikro-Thermoelement erweiterten Sonde beruht. Dessen einzigartiger Aufbau ermöglicht das Kontaktieren einzelner Oktandithiol (ODT)-Moleküle und damit die Bestimmung einer oberen Schranke für die thermische Leitfähigkeit eines ODT von 53 pW/K. Des Weiteren wird durch die Verwendung von Phasenübergangsmaterialien als Probe gezielt der Nahfeldwärmeübertrag zwischen Probe und Sonde variiert. Diese Änderung wird jedoch von dem Einfluss einer Restgaskondensationsschicht auf der Kristalloberfläche dominiert, welche den Nahfeldwärmeübertrag um einen Faktor 20 erhöht und damit alle diesbezüglich veröffentlichten Werte um eine Größenordnung übersteigt.

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Molecular heat transfer through single molecules

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In this work, the heat transfer through single molecules and via the coupling of the thermal near fields between a sample and a probe are experimentally investigated. The measurements are performed under ultrahigh vacuum conditions by means of Near-Field Scanning Thermal Microscope (NSThM), which bases on a commercial scanning tunneling microscope. The probe of the NSThM is augmented by a submicron thermocouple. Its unique structure enables contacting of individual Oktandithiol (ODT) molecules, and thus the determination of an upper limit for the thermal conductivity of an ODT of 53 pW/K. Furthermore, the resulting near-field heat flux between sample and probe is varied by the use of phase transition materials as a sample. However, this effect is dominated by the impact of a residual gas condensation layer on the sample surface. Its influence increases the measured near-field heat flux by a factor of 20, and thus exceeds the values reported in the literature by one order of magnitude.

Item Type: Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords: Freies Molekül, Wärmeleitfähigkeit, Nahfeld
Subjects: Science and mathematics > Science
Science and mathematics > Physics
Date Deposited: 23 Feb 2016 13:30
Last Modified: 23 Feb 2016 13:31
URI: https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/2701
URN: urn:nbn:de:gbv:715-oops-27820
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