Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück

Forschungsschwerpunkte: Ionische Flüssigkeiten, redoxaktive Porphyrine, flüssige Metall-Katalysatoren, flüssige organische Wasserstoffspeichermoleküle, Modifizierung von Graphen
Hans-Peter Steinrück ist ein österreichischer Physiker, der auf dem Gebiet der Oberflächenforschung im Grenzbereich zwischen Chemie und Physik forscht. Schwerpunkte sind die Entwicklung neuer Materialien mit neuartigen elektronischen, geometrischen und chemischen Eigenschaften, die Untersuchung der Elementarschritte von Oberflächenreaktionen und die Entwicklung und Verbesserung experimenteller Methoden. Sein Ziel ist ein fundamentales Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse auf molekularer Ebene.
Hans-Peter Steinrück und sein Team befassen sich mit Flüssigkeits-/Vakuum- und Flüssigkeits-/
Festkörper-Grenzflächen ionischer Flüssigkeiten (ILs). Sie setzen dabei auf einen interdisziplinären Ansatz, um die grundlegenden Beziehungen zwischen der chemischen Struktur bekannter und neuer ILs und ihren Volumen- und Oberflächeneigenschaften sowie ihrer Reaktivität zu untersuchen. Im Mittelpunkt stehen nicht-funktionalisierte und funktionalisierte ILs, Mischungen von ILs, in ILs gelöste Übergangsmetallkomplexe, in situ-Reaktionsstudien und die Wechselwirkung von Gasen und organischen Molekülen mit ILs.
Außerdem forscht Hans-Peter Steinrück zur Adsorption und zur Reaktivität von redoxaktiven Metalloporphyrinen. Seine Untersuchungen konzentrieren sich auf neuartige Oberflächenreaktionen wie die direkte in situ-Metallisierung von adsorbierten freien Basenporphyrinen. Damit können hochreaktive Metalloporphyrine erzeugt und kleine Moleküle an koordinierten Metallzentren absorbiert werden. Die Reaktivität dieser Zentren kann durch die elektronische Wechselwirkung mit der darunter liegenden Metalloberfläche maßgeschneidert werden, indem entweder das Substrat oder der Abstand zwischen Substrat und Metallzentrum durch das Anbringen geeigneter Liganden an der Peripherie des Makrozyklus verändert wird. Hans-Peter Steinrück wendet als experimentelle Methoden hauptsächlich die Photoelektronenspektroskopie und die Rastertunnelmikroskopie an.
Die insitu-Untersuchungen der Oberflächenreaktionen von Hans-Peter Steinrück liefern detaillierte Einblicke in relevante Elementarschritte bei der Adsorption und Reaktion von Molekülen an Einkristalloberflächen und deren thermischer Entwicklung. Im Jahr 1999 baute sein Forschungsteam eine UHV (Ultrahochvakuum)-Apparatur auf, die hochauflösende Röntgen-Photoelektronenspektroskopie mit einem Überschall-Molekularstrahl kombiniert. An einer Synchrotronanlage der dritten Generation – wie zum Beispiel BESSY II in Berlin – ermöglicht dieser Aufbau, hochaufgelöste XP-Spektren mit sehr kurzen Messzeiten als Funktion von Druck, Temperatur, Struktur oder Bedeckung zu messen. Durch die hohe Auflösung können verschiedene Oberflächenspezies identifiziert und quantifiziert werden. Dadurch lassen sich detaillierte Rückschlüsse auf Reaktionsmechanismen und -kinetik ziehen.
In jüngster Zeit gelang es seinem Team, grundlegende Erkenntnisse über die Adsorption kleiner Moleküle, die Oxidation von Kohlenstoffmonoxid oder atomarem Schwefel und die Adsorption verschiedener gesättigter und ungesättigter Kohlenwasserstoffe an ebenen und gestuften Metalloberflächen sowie an Oxidoberflächen zu gewinnen.