Cx-x стм-дослідження самовпорядкованих моношарів діарилетенів з ефектом фотоперемикання на поверхні Au(111)

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Диффузия атомов Sr по поверхности Si(111)-7×7: данные стм и моделирование, 17.25kb.
• Робоча навчальна програма предмет Методи дослідження властивостей матеріалів (Р-32), 48.64kb.
• Якість поверхонь деталей машин, 156.84kb.
• Курс Викладач Жук Л. П. Дисципліна Методологія та організація наукових досліджень, 878.91kb.
• Оценки курсовых работ Группы стм-09(1,2), 45.74kb.
• Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение Средняя Общеобразовательная, 192.69kb.
• І. Т. Тарнавчик, В. Я. Самарик, А. С. Воронов, С. М. Варваренко, Н. Г. Носова,, 182.79kb.
• Міжнародні відносини: проблеми наукового дослідження, 138.24kb.
• Маркетингові дослідження зовнішнього ринку при здійсненні експортно-імпортних операцій, 27.09kb.
• Програма дослідження освітньо-виховної роботи в дошкільних навчальних закладах міста, 29.4kb.

Cx-X

СТМ-дослідження самовпорядкованих моношарів діарилетенів з ефектом фотоперемикання на поверхні Au(111).


C. В.Снегір ^1,2, О. О. Марченко ³*, Pei Yu ⁴, F. Maurel⁵, O. Л. Капітанчук ⁶, S. Mazerat ⁴, M. Lepeltier ⁴ , A. Léaustic ⁴ and Emmanuelle Lacaze ¹.

¹ Institut des NanoSciences de Paris (INSP), CNRS, Université Pierre et Marie Curie-Paris06, 4 place Jussieu, Париж, Франція

² Інститут хімії поверхні ім.О.О. Чуйка НАН України, Київ, Україна

³ Інститут фізики НАН України, Київ, Україна

⁴ Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, UMR 8182, Université Paris Sud 11, Орсе, Франція

⁵ Univ Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, ITODYS, UMR CNRS 7086, Париж, Франція

⁶ Інститут теоретичної фізики ім. Боголюбова НАН України, Київ, Україна

Одним із перспективних напрямів по створенню запам’ятовувальних пристроїв із надвисоким ступенем інтеграції полягає в поєднанні фоточутливих органічних матеріалів та неорганічних носіїв. Для цього органічний моно шар повинен виявляти схильність до фото- або польового оборотного перемикання і бути термічно стабільним. Серед існуючих фотоактивних органічних молекул (ротаксани, нафталоцеаніни, азобензени, та ін.) діарилетени із властивістю оборотного фото-перемикання між двома ізомерними формами (відкритою та закритою) є одними із найперспективніших.

В даній роботі вперше синтезовані і досліджені функціоналізовані n-гексантіолом діарилетени на основі тіазолу (рис 1а). Наявність в молекулі ланцюга n-гексантіолу забезпечувала можливість хімічної адсорбції молекул на поверхні золота. В розчинах органічних розчинників молекули виявляли оборотне фото перемикання під дією ультрафіолетового (УФ) або видимого світла. Для дослідження фотоперемикання молекул в упорядкованій плівці розчин із концентрацією 10^-7 М наносився на атомно-гладку поверхню Au(111). Методом сканувальної тунельної мікроскопії (СТМ) було встановлено, що молекули формують впорядковані моно шари в обох ізомерних формах, а також виявлено ефект оборотного фото-перемикання та перемикання під дією електричного поля, прикладеного між поверхнею та вістрям СТМ.


Рисунок 1. Схематичне зображення двох ізомерних форм діарилетенів: зліва – відкрита форма; з права – закрита – (а). СТМ зображення 423 структури моношарів діарилетену у відкритій (б) та закритій (с) ізомерних формах.
Наявність витравлених на поверхні Au(111) вакансій глибиною ~2.4 Å (характерна для тіолмістких молекул так звана «pit-like structure») свідчила про хімічну активність молекул по відношенню до золота. СТМ виявив впорядковану структуру із чітко визначеними молекулярними рядами, що направлені в двох взаємно перпендикулярних напрямах (Рис.1б,с). З урахуванням періодів гратки золота вздовж кристалографічних напрямків <110> та <112> було встановлено, що структура моношару сумірна з поверхнею Au(111) і відповідає структурі 423. Суттєво, що структура 423 характерна для моношарів кожної з ізомерних форм, але може трансформуватись в суперструктуру в залежності від ізомерного стану молекул в адсорбованому моношарі. Переходи молекул з замкненого в розімкнений стан (і навпаки) під дією тунельного струму або напруги на проміжку супроводжуються сильною чутливістю СТМ контрасту (Рис 1б,с). Зважаючи на суттєву різницю між електронними π-системи відкритої і закритої форми, така чутливість була очікуваною.

В роботі також було продемонстровано ефект перемикання молекул під дією зовнішнього УФ-опромінення та тунельної напруги. На підставі отриманих даних та з урахування DFT-розрахунків запропоновано модель пакування молекул в упорядкованому моношарі.