Diffusion of organic molecules with multiple substrate bonds [Elektronische Ressource] : a density-functional theory study of 1,4-butanedithiol on Au surfaces / vorgelegt von Andreas Franke

Diffusion of organic molecules withmultiple substrate bonds:A density-functional theory study of1,4-butanedithiol on Au surfacesDissertationzur Erlangung des Doktorgradesder Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultätder Christian-Albrechts-Universität zu Kielvorgelegt vonAndreas FrankeKiel, 2010Referent: Prof. Dr. Eckhard PehlkeKoreferent: Prof. Dr. Stefan HeinzeTag der mündlichen Prüfung: 08.11.2010Zum Druck genehmigt: 08.11.2010gez. Prof. Dr. Lutz Kipp, DekanContentsAbstract 7Kurzfassung 9Acronyms 111 Functionalization of metal surfaces 131.1 Tailoring molecular devices and functionalized surfaces . . . . . . . . . . 131.2 An archetypical model system: the thiol-gold interface . . . . . . . . . . 162 Diffusion 252.1 Theoretical approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1.1 Transition state theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1.2 The nudged elastic-band method . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.2 Metal substrate surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.1 Atoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.2 Molecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Density-functional theory 473.1 Basic framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.2 Approximate exchange-correlation energy-functionals . . . . . . . . . . . 503.2.1 Local and semi-local functionals . . . . . . . . . . .