《有机分子二维纳米结构制备及SPM表征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机分子二维纳米结构制备及SPM表征（163页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有机分子二维纳米结构制备及s P M 表征- 摘要摘要纳米科技( N a n oS c i e n c e & T e c h n o I o g y ，N a n o - S T ) 的发展为微型器件的设计和制备提供了发展的方向及方法。相应仪器技术的出现及发展，如扫描探针显微术( s c a n n i n gP r o b cM i c r o s c o p y ，s P M ) ，为我们对微观世界的观测及操纵提供了强有力的工具。目前微器件的制备方法可以分为蹰大类：自上而下法( t o p d o w nr o u t c ) ，和自下而上法( b o t t o m u pr o u
2、t e ) 。这其中后者主要指的是自组装方法( s e i f a s s e m b l y ) 和自组织方法( S e l 喀a n i z a t i o n ) ，它们以分子为基本构造单元，通过分子与分子或者分子与衬底问的相互作用力生长成为纳米尺度的微结构。有机分子由于其易于制备，多种可变换的官能团，繁多的种类和性质，适宜的分子尺寸在纳米结构的制备中起到了不可替代的作用。在本文中我们试图通过分子设计，化学合成结构表征自组装，自组织薄膜制备和S P M 测试等方法来探寻利用有机分子通过自下而上的方法来制备二维纳米结构。在第一一章我们回顾了N a n o S T 的发展简史及其重要性，总结
3、了有机分子在制备纳米结构叶| 的重要作用，描述了自组装方法( S e l f _ A s s e m b l y ) 和自组织方法( S e l f O 唱a n i z a t i o n ) ，并介绍了s P M 的发展、分类和应用。在第二章中我们初步探讨了一种具有自发有序结构的双组分自组织薄膜的制备。通过分子设计合成得到具有互补氢键作用力的两种c 6 0 衍生物D A P - C 6 0 和U C 6 0 ，利用分子问的氢键作用力和范德瓦尔斯作州力成功的制备了以D A P - C 6 0和u C 6 0 为基本构建单元的双组分自组织薄膜，并利J jS T M 进行了表征，充分肯定了所得薄
4、膜的有序性及相关结构。并通过研究相应的D A P - C 6 0 和u c 6 0 的单组分薄膜讨论了所研究的双组分薄膜的结构及稳定性。在第三章中我们利用一种线性烷烃链三取代的卟啉衍生物( z n D P P O H ) 在H O P G 表蕊构建二维薄膜。通过s 1 M 的观察研究，我们发现Z n D P P O H 在H O P G表面不仅形成了常规的平躺式( f a c e0 n ) 的薄膜结构，丽且还以斜立方式( e d g eo n ) ，通过分子7 c 电子体系间的纠相互作用 嗡s t a c k i n gi n t e r a c t i o n ) 形成了一种新型的薄膜结构。
5、通过s T M 研究我们确认了该结构中z n D P P O H 的取向及其与H O P G表面的倾角，详细描述了其薄膜结构，并分析了其稳定作用力。在第四章中我们通过叠氮化合物与c 6 0 的环加成反应合成了一种新型的c 6 0衍生物( c 6 0 P y ) ，并研究了c 6 0 P y 在A u ( 1 l1 ) 表面的自组装行为。通过将C 6 0 P y 与I I I“机分r 维纳术结构制备故S P M 表征摘要B M 分子共组装，并经熄火处理得到了有序的c 6 0 P y 二维阵列，并利j Hs T M s T s研究了C 6 0 P y 分子的分子电子学性质。在第五章中我们探索了有机
6、金属串配合物【c r 5 ( t p d a ) 4 州c s ) 2 】在A u ( 1 l I ) 表面上的自组装行为。独立组装的c 。5 ( t p d a ) 4 ( N c s ) 2 分子以末端的两个巯基吸附平躺在A u ( 1 l1 ) 表面上，呈无序的聚集状态。用线性烷烃硫醇与c r 5 ( t p d a ) 4 ( N C s ) 2 在A u ( 1 l1 ) 表面上共组装，得到了分散良好的C r 5 ( t p d a ) 4 ( N C s ) ，c ：6 s H 自组装薄膜，并在局部区域得到了榴对有净分布的C r 5 ( t p d a ) 4 ( N C S )
7、2 分子阵列。C 6 S H 起到了表面稳定剂的作用通过烷烃链问的的相互作用不仅使C r 5 ( t p d a ) 4 ( N c s ) 2 分予以一个巯基立在A u ( 1 l1 ) 表面上，而且很好的将C r 5 ( t p d a ) 4 州C S ) 2 进行了分散。本工作为研究c r 5 ( t p d a ) 4 ( N c s ) 2 分子的分子电子学性质提供了良好的实验平台。在第六章巾我们对硫醇的自组装方法进行了改进，摈弃了传统的溶液法，改而用气相法进行组装，并设计制做了一套筒易的气相组装仪。利用S T M 研究了以气相法制备的硫醇薄膜，证明其可行住，并用该方法制备了多种易
8、挥发分子的自组装薄膜。如各种硫酵分子和吡啶。I V宣墨坌王三竺塑鲞堑塑型竺丝! ! 坚墨堡：塑墨A b s t r a c tR a p I dd e V e l o p m e n to fN a n o - S T ( N a n os c j e n c e T e c h n o l o g y ) p r o v i d e 3p o t e n t i a la n dp r a c t i c a lt e c h n i q u e sf o rf a b f i c a t i n gm i c r o - d e v i c e s I n v e n t i o n so
9、 fn o v e li n s t r u m e n t s ，s u c ha sS c a n n i n gP r o b eM i c r o s c o p y ( S P M ) ，p r o v i d eh u m a nb e i n g sw i t hp o w e r f u ls w o r df o ro b s e r v i n ga n dm a n i p u l a t i n gi nm i c r o w o r l d U pt on o t h e r ea r et w om a j o rm e t h o d sf o rf a b r
10、j ca c I n gn a n o d e v i c e s ，i n c I u d i n g “t o p - d o w n r o u t ea n d“b o t t o m u p ”r o u t e 。T h ela _ 曲e ro n e ，b o t t o m u p r o u t e ，r e f e r st om e t h o d ss u c ha ss e I f - a s s e m b l ya n d l f 匆r g a n i z a t i o n ，w h i c hu t i I i z ep f i s t i n em o I
11、e c u I e sa sb u i l d i n gu n i t s ，m o l e c u l e - m o l e c u l ea n dm 0 1 e c u l e s u b s t 忸l ei n t e r a c t i o n sa ss t a b i l I z i n ge 行b c t si nf a b r c a t i n gn a n o - s 讯J c t u r e s D u et Ot h e rc a s y p 咒p a r a t i o n ，c h a n g e a b l ef u n c t i o n a lg r o
12、 u p s ，h u g ef a m i I ym e m b e f s ，v e r s a t i l ep r o p e r t i e sa n ds u i t a b l em o l e c u I a rs i z e s ，o 喀a n i cm o I e c u l e sp l a yp r o m i n e n tr o l e si nf a b r k a t i n gn a n o s t r u c t u r c s I nt h i sd i s s e r t a t i O nw et r yt 0s t u d yt I l ef 抽r
13、i c a t i o no f2 - Dm o n o I a y e r sv i ab o t t o m u pr o u t eb yu s i n go 娼a n i cm o I e c u l e sa sb u i l d i n gu n 妇幽r o u 曲m o l e c u l a rd e s j g n ，o r g a n I cs y 呲h e s i s ，s I r u c t u r ec h a r a c t e r i 魏i o n ，s e l f - a s s e m b l y ，s o l f 匆喀a n 渤t i o na n dS P
14、 Mc h a r a c 捃r i z t i o n ，l nt h el nc h a p t e r w eb r i e n yl o o kb a c kt | I eh i s t o r ya n di m p o r t a n c eo fN a n o ST ，s u m m a r i z et h ep r o m l n e n tr o l e sp l a y e db yo r g a n i cm o l e c u l e si nN a n o ST d e s c r b et h es e l f _ a s s e m b l 弘，s e l F
15、o 唱a n i z a t i o nm e t h o d sa n di n 的d u c et h ed e v e l o p m e n t ，c l a s s 讯c a t i o na p p l i c a t i o no fS P M s I nt h e2 n dc h a p t e r w ed i s c u s st h ef a b r i c a t l o no fab i - c o m p o n e mm o n 0 1 a y e rc o m p o s i n gt w o ( 确d e r i V a t i v e S ，D A P 一(
16、 1 柏a n dU C 6 0 W es y n m e s i z e dt v v oC 6 0d e r i V a t i V e s ， A P C 6 0 和U C 6 0 ，p o s 鼯i n gc o m p I e m e n t a r yh y d r o g e n b o n d i n gp o i n t s B yt h es t r o n ga I l db i 曲l yd i c t i o n a lh y d r o g e n - b o n d i n gi n t e r a c t i o n s ，D A P C 6 0a n dU - C 6 0m o J e c u I e sa r es l r o n
