OPE和PBM分子在石墨表面自組裝結構的STM研究.pdf

1、本論文利用掃描隧道顯微技術(STM)為主要研究手段，結合密度泛函理論計算(DFT)研究了兩種有機化合物在石墨表面的吸附行為，提出了通過客體分子的濃度調控組裝結構的研究新思路。選取兩組功能化合物體系，研究了其表面的吸附行為，總結分子在表面組裝特點和規(guī)律。主要研究結果如下:
　　一、利用STM技術與DFT計算相結合，研究了一系列不同長度的骨架和側鏈的低聚芳撐乙炔分子(OPE)分子在石墨表面的自組裝結構。研究發(fā)現(xiàn)，這些低聚物根據(jù)它們的化

2、學結構的不同可以形成不同的自組裝結構，其中兩個分子間側鏈形成的分子間相互作用的不同是主要影響因素。這些組裝的結構通過兩分子之間的側鏈交叉以及分子和HOPG底物之間形成的范德華力結合在一起。這些研究將在功能性共軛分子的設計和應用中提供重要的指導。
　　二、利用STM研究了兩種共軛芳香大環(huán)分子(PBM)在石墨表面的自組裝。主要探究了主體分子的大小，形狀和客體分子的濃度對PBMs/COR主-客體系統(tǒng)自組裝的影響。STM圖像顯示PBM1（

3、主體部分為三角形）分子呈現(xiàn)規(guī)則的線性網(wǎng)絡結構，而PBM2（主體部分為四邊形）分子形成了有序的納米孔網(wǎng)絡結構。當引入客體分子COR分子時,PBM1的自組裝結構保持不變，而PBM2分子則可以與客體分子形成主客體組裝結構。此外，隨著客體分子COR濃度的增加，PBM2/COR組裝結構發(fā)生變化。借助密度泛函理論計算，發(fā)現(xiàn)在引入COR客體分子后，尺寸匹配和濃度依賴效應在PBM2主機網(wǎng)絡的結構轉換中起著重要的作用。該工作將有助于深入了解表面上自組裝和