基于全氟酞菁铜和碗烯双分子体系在银和石墨表面自组装行为的低温扫描隧道显微镜研究

郭瑞 张嘉霖 赵宋焘 余小江 钟舒 孙硕 李震宇 陈伟

引用本文: 郭瑞,  张嘉霖,  赵宋焘,  余小江,  钟舒,  孙硕,  李震宇,  陈伟. 基于全氟酞菁铜和碗烯双分子体系在银和石墨表面自组装行为的低温扫描隧道显微镜研究[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 627-632. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612051 shu
Citation:  GUO Rui,  ZHANG Jialin,  ZHAO Songtao,  YU Xiaojiang,  ZHONG Shu,  SUN Shuo,  LI Zhenyu,  CHEN Wei. LT-STM Investigation of the Self-Assembled F16CuPc-Corannulene Binary System on Ag(111) and Grap[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(3): 627-632. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612051 shu

基于全氟酞菁铜和碗烯双分子体系在银和石墨表面自组装行为的低温扫描隧道显微镜研究

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目(973)(2015CB856505);新加坡教育部(MOE,Tier II,R143-000-652-112);新加坡国家研发基金会(NRF,R143-001-608-281);江苏省平台建设项目和新加坡国立大学苏州研究院资助

摘要: 由于其独特的分子构型和电子结构,碗烯被认为是组成有机分子电子器件的一种重要的结构单元。在不同金属表面上单一组分的碗烯或其衍生物进行自组装的行为,及其所形成自组装薄膜的电子结构已经被广泛研究。这里我们利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM),对全氟酞菁铜和碗烯两种组分在高定向热解石墨和银(111)两种不同衬底上的自组装结构进行了报道。在石墨衬底上,全氟酞菁铜和碗烯分子间形成的氢键成为双分子网络结构能够形成的关键;同时,由于这种分子间氢键的存在,碗烯分子大多采取“开口朝下”的空间构型,以保证分子间氢键最大限度的形成。但在银衬底上观察到的碗烯分子则随机采取“开口向上”或“开口向下”两种构型,并没有一种优势构型的存在。我们认为此时银(111)衬底和有机分子间强烈的相互作用限制了碗烯两种构型之间的翻转,使得碗烯分子一旦被吸附就只能保持其原本的构型,从而导致了在结果上两种构型的随机分布。

English

    1. [1]

      Barth, W. E.; Lawton, R. G. J. Am. Chem. Soc.1966, 88 (2), 380. doi: 10.1021/ja00954a049

    2. [2]

      (a) Parschau, M.; Fasel, R.; Ernst, K. H.; Gröning, O.; Brandenberger, L.; Schillinger, R.; Greber, T.; Seitsonen, A. P.; Wu, Y. T.; Siegel, J. S. Angew. Chem.-Int. Edit.2007, 46 (43), 8258. doi: 10.1002/anie.200700610 (b) Shechtman, D.; Blech, I.; Gratias, D.; Cahn, J.W. Phys. Rev.Lett.1984, 53 (20), 1951. doi: 10.1103/PhysRevLett.53.1951 (c) Bauert, E. Fundamental Aspects of the Self-assemblyBehavior and Electronic Properties of Corannulenes. Ph. D.Dissertation, University of Zurich, Zurich, 2011.

    3. [3]

      Li, J.; Liu, Y.; Qian, Y.; Li, L.; Xie, L.; Shang, J.; Yu, T.; Yi, M.; Huang, W. Phys. Chem. Chem. Phys.2013, 15 (30), 12694. doi: 10.1039/C3CP51095F

    4. [4]

      Xiao, W.; Passerone, D.; Ruffieux, P.; Aït-Mansour, K.; Gröning, O.; Tosatti, E.; Siegel, J. S.; Fasel, R. J. Am. Chem.Soc.2008, 130 (14), 4767. doi: 10.1021/ja077816l

    5. [5]

      Kuvychko, I. V.; Dubceac, C.; Deng, S. H.; Wang, X. B.; Granovsky, A. A.; Popov, A. A.; Petrukhina, M. A.; Strauss, S.H.; Boltalina, O. V. Angew. Chem.-Int. Edit.2013, 52 (29), 7505. doi: 10.1002/anie.201300796

    6. [6]

      (a) Baris, B.; Jeannoutot, J.; Luzet, V.; Palmino, F.; Rochefort, A.; Cherioux, F. ACS Nano 2012, 6 (8), 6905. doi: 10.1021/nn301827e (b) Mali, K. S.; De Feyter, S. Phil. Trans. R. Soc. A 2013, 371(2000), 20120304. doi: 10.1098/rsta.2012.0304 (c) Zoppi, L.; Bauert, T.; Siegel, J. S.; Baldridge, K. K.; Ernst, K. H. Phys. Chem. Chem. Phys.2012, 14 (38), 13365. doi: 10.1039/C2CP41732D

    7. [7]

      Guillermet, O.; Niemi, E.; Nagarajan, S.; Bouju, X.; Martrou, D.; Gourdon, A.; Gauthier, S. Angew. Chem.-Int. Edit.2009, 48(11), 1970. doi: 10.1002/anie.200805689

    8. [8]

      (a) Calmettes, B.; Nagarajan, S.; Gourdon, A.; Abel, M.; Porte, L.; Coratger, R. Angew. Chem.-Int. Edit.2008, 47 (37), 6994. doi: 10.1002/anie.200802628 (b) Yokoi, H.; Hiraoka, Y.; Hiroto, S.; Sakamaki, D.; Seki, S.; Shinokubo, H. Nat. Commun.2015, 6. doi: 10.1038/ncomms9215

    9. [9]

      Balandina, T.; Tahara, K.; sandig, N.; Blunt, M. O.; Adisoejoso, J.; Lei, S.; Zerbetto, F.; Tobe, Y.; De Feyter, S. ACS Nano 2012, 6 (9), 8381. doi: 10.1021/nn303144r

    10. [10]

      Bauert, T.; Zoppi, L.; Koller, G.; Garcia, A.; Baldridge, K. K.; Ernst, K. H. J. Phys. Chem. Lett.2011, 2 (21), 2805. doi: 10.1021/jz2012484

    11. [11]

      (a) Merz, L.; Bauert, T.; Parschau, M.; Koller, G.; Siegel, J. S.; Ernst, K. H. Chem. Commun.2009, (39), 5871. doi: 10.1039/B911056A (b) Merz, L.; Parschau, M.; Zoppi, L.; Baldridge, K. K.; Siegel, J. S.; Ernst, K. H. Angew. Chem.-Int. Edit.2009, 48 (11), 1966. doi: 10.1002/anie.200804563

    12. [12]

      (a) Bauert, T.; Merz, L.; Bandera, D.; Parschau, M.; Siegel, J. S.; Ernst, K. H. J. Am. Chem. Soc.2009, 131 (10), 3460. doi: 10.1021/ja8101083. (b) Merz, L.; Parschau, M.; Siegel, J. S.; Ernst, K. H. Chimia 2009, 63 (4), 214. doi: 10.2533/chimia.2009.214

    13. [13]

      Bauert, T.; Baldridge, K. K.; Siegel, J. S.; Ernst, K. H. Chem.Commun.2011, 47 (28), 7995. doi: 10.1039/C1CC12540K.

    14. [14]

      (a) De Oteyza, D. G. Multicomponent Assembly Strategies forSupramolecular Systems. In Supramolecular Materials for Opto- Electronics; Nobert Korch; Royal Society of Chemistry:Cambridge, 2014; pp 53-97. doi: 10.1039/9781782626947-00053 (b) Huang, Y. L.; Chen, W.; Li, H.; Ma, J.; Pflaum, J.; Wee, A. T.S. Small 2010, 6 (1), 70. doi: 10.1002/smll.200901291

    15. [15]

      Zhong, J. Q.; Qin, X.; Zhang, J. L.; Kera, S.; Ueno, N.; Wee, A.T. S.; Yang, J.; Chen, W. ACS Nano 2014, 8 (2), 1699. doi: 10.1021/nn406050e

    16. [16]

      Zhang, J.; Wang, Z.; Niu, T.; Li, Z.; Chen, W. Appl. Phys. Lett.2014, 104 (11), 113506. doi: 10.1063/1.4869115

    17. [17]

      Huang, Y. L.; Chen, W.; Chen, S.; Wee, A. T. S. Appl. Phys. A 2009, 95 (1), 107. doi: 10.1007/s00339-008-5000-6

    18. [18]

      dos Santos, R. B.; Rivelino, R.; de Mota, F. B.; Gueorguiev, G.K. J. Phys. Chem. A 2012, 116 (36), 9080. doi: 10.1021/jp3049636

    19. [19]

      (a) Lackinger, M.; Griessl, S.; Heckl, W. M.; Hietschold, M.J. Phys. Chem. B 2002, 106 (17), 4482. doi: 10.1021/jp014275s (b) Lackinger, M.; Hietschold, M. Surf. Sci.2002, 520 (1), L619. doi: 10.1016/S0039-6028(02)02269-0632

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  • 收稿日期:  2016-09-29
  • 修回日期:  2016-12-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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