Richtungs- und Winkelverriegelung in der gesteuerten Bewegung von Au-Inseln auf MoS₂​

Wir haben AFM-Nanomanipulationsexperimente an dreieckigen Au-Inseln (mit einer typischen linearen Größe von 25 bis 80 nm) durchgeführt, die zuvor auf einer MoS₂-Oberfläche gewachsen waren. Diese Inseln bewegen sich unabhängig vom Anstellwinkel der Abtastsonde entlang bevorzugter Richtungen. Ein Vergleich zwischen molekulardynamischen Simulationen und atomar aufgelösten STM-Bildern belegt, dass diese Richtungen den Zickzack-Ausrichtungen der Mo- und S-Atome auf dem Substrat entsprechen. Dies hängt mit der beobachteten systematischen Ausrichtung der Inseln zusammen, die wiederum eine Folge eines starken Energieminimums als Funktion der Winkelorientierung jeder Insel ist. Diese gerichtete Bewegung ist völlig anders, als bei der Nanomanipulation mit ungeordneten Kontaktschnittstellen, bei denen die Bewegungsrichtung durch die Inselgeometrie und das Scanmuster bestimmt wird und Rotations-Translationsbewegung in beliebigen Richtungen beobachtet wird. Neben der Aufklärung der grundlegenden Reibungsmechanismen in der betrachteten Materialklasse könnten unsere Ergebnisse wichtige Anwendungen bei der kontrollierten Positionierung von Metall-Nano-Inseln als Elektroden für die molekulare Elektronik finden.