Fullerene adsorption on Cr(001) and TaSe2

Since their discovery in 1985, fullerene C60 molecules have sparked interest in the scientific community for their peculiar properties and are nowadays extensively studied because of their possible applications, for instance in the nanotechnology and medicine contexts. Organic/inorganic interfaces that include fullerene have been widely investigated in such a framework, in which my thesis work inserts. In particular, during my experience in the laboratory, the formation and the characterization of two different fullerene/metal interfaces have been treated, namely C60/Cr(001) and C60/TaSe2. The surface topography, lattice structure and chemical properties of the samples have been studied by means of Low Energy Electron Diffraction and Auger Electron Spectroscopy, respectively. Electronic properties have instead been elucidated through Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy. The acquired results reveals different adsorption modes and surface arrangements of C60 on the two substrates: on Cr(001) the growth of fullerene molecules is highly disordered, whereas on TaSe2 the arrangement of C60 is much more ordered and, furthermore, it follows the Charge Density Wave (CDW) periodicity of tantalum diselenide. On the contrary, on both substrates the electronic coupling with fullerene molecules is similar.

Fin dalla loro scoperta nel 1985, le molecole di fullerene C60 hanno suscitato interesse nella comunità scientifica per le loro proprietà peculiari e sono oggi ampiamente studiate per le loro possibili applicazioni, ad esempio nei campi della nanotecnologia e della medicina. Le interfacce organiche/inorganiche che includono il fullerene sono state ampiamente studiate in tale contesto, in cui si inserisce il mio lavoro di tesi. In particolare, durante la mia esperienza in laboratorio, sono state trattate la formazione e la caratterizzazione di due differenti interfacce fullerene/metallo, ovvero C60/Cr(001) e C60/TaSe2. La topografia della superficie, la struttura reticolare e le proprietà chimiche dei campioni sono state studiate mediante diffrazione di elettroni a bassa energia e spettroscopia Auger, rispettivamente. Le proprietà elettroniche sono state invece chiarite attraverso microscopia e spettroscopia a scansione a effetto tunnel. I risultati acquisiti rivelano diverse modalità di adsorbimento e di disposizione superficiale del C60 sui due substrati: sul Cr(001) la crescita delle molecole di fullerene è altamente disordinata, mentre sul TaSe2 la disposizione del C60 è molto più ordinata e, inoltre, segue l'onda di densità di carica del diseleniuro di tantalio. Al contrario, su entrambi i substrati l'accoppiamento elettronico con le molecole di fullerene è simile.