并五苯分子在半金屬表面的手性與自組裝.pdf

1、本文利用超高真空低溫掃描隧道顯微鏡(UHV-STM)和有機分子束外延(MBE)方法系統(tǒng)研究了并五苯分子在半金屬Bi薄膜表面的生長方式。為了得到高質(zhì)量的Bi薄膜，我們選擇較為平整的Si(111)-7×7襯底，采用室溫沉積20個原子單層(monolayer，ML)的Bi并進行120K熱退火處理，得到高質(zhì)量的Bi膜。本文研究了非手性的棒狀并五苯分子在Bi(111)表面形成的手性風車團簇。在團簇內(nèi)部，并五苯分子分別沿Bi(111)的3個對稱軸方

2、向平行排列，形成6個不同的分子帶。在每個分子帶中，相鄰分子之間有一個滑移錯位。當平行排列的分子數(shù)多于4時，滑移錯位發(fā)生反向，形成彎曲的風車扇葉。我們認為，分子的滑移錯位來自于分子之間的π-π相互作用；而滑移錯位的反向是團簇內(nèi)部的吸引力導致的密堆積的結果，這兩種作用的競爭是形成手性風車團簇的微觀機制。在實驗中，我們通過不斷增加覆蓋度，觀察到了從單個并五苯分子到并五苯分子形成單層晶態(tài)薄膜的過程，并五苯分子在Bi表面的這種變化，實際上是由于襯

3、底與分子之間的相互作用的變化引起的，當覆蓋度很低時，分子周圍沒有其它分子，分子與襯底之間的作用力是分子受到的唯一的作用力，所以單分子以平躺的方式吸附在Bi表面，隨著覆蓋度的增加，分子之間有π-π相互作用，分子就以側(cè)躺的吸附方式形成分子團簇及帶狀和層狀結構，當覆蓋度達到一個原子單層時，并五苯分子形成單層晶態(tài)薄膜，此時分子與分子之間的作用力大于分子與襯底之間的作用力。并五苯分子以平躺、側(cè)躺和直立三種方式吸附在半金屬Bi表面，三種不同的吸附方