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《基于卟啉分子一维共轭聚合链的合成研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要摘要“自下而上”构建纳米结构的一个主要目标是制备分子电子器件，即所有元部件均由分子组成。对电子器件而言，为获得很高的载流子传输率，分子部件间必须是共价连接。分子导线是构建分子器件的重要组成部分，故可作为分子导线的一维共轭聚合链的合成具有重要意义。本论文主要研究了通过选取不同的分子前体(包括4,4″-二溴对三联苯(DBTP)、自由基卟吩(H-P)、5,15-(二-4-乙炔基苯基)卟啉(DEPP)、5,15-双(2,4,6-三甲基苯基)卟啉(DMP))和基底(包括Cu(110)、Ag(110))来构建一维共轭聚合链。以下为本论文的主要研究成果：1.利用4,4″
2、-二溴对三联苯(DBTP)分子的乌尔曼偶联反应，在Cu(110)、Ag(110)表面合成了一维共轭聚合链。扫描隧道显微镜(STM)研究结果表明，在两种表面上，逐步热激发诱导一维有机金属链转变为一维共轭聚合链。除了乌尔曼反应产生的一维线形共轭聚合链，还获得DBTP分子通过间位直接碳碳偶联形成的一维阶梯形共轭聚合链。2.利用扫描隧道显微镜(STM)研究了金属表面对一维分子链形成的影响。将自由基卟吩(H-P)分子沉积到室温金属表面上，再逐步进行退火处理。实验结果显示，在Cu(110)表面，金属Cu原子参与偶联反应通过C-Cu-C键形成一维线形有机金属链，热激发诱导一
3、维有机金属链向二维方向生长形成一维有机金属条带。不同的是，H-P分子在Ag(110)表面的主导聚合反应是C-C偶联反应，形成的产物为共轭聚合物，当分子覆盖率较高时可形成一维线形共轭聚合短链。3.在分子水平研究了金属表面终端炔基的反应方式。在Cu(110)表面，热激发DEPP分子偶联形成聚合链，由于Cu(110)表面活性高，此时DEPP分子的炔基已经裂解。在Ag(110)表面，DEPP分子沉积导致DEPP分子和Ag原子混合形成自组装结构，热激发诱导炔基和Ag原子键合形成稳定的一维线形有机金属链。4.利用扫描隧道显微镜(STM)研究了金属表面对5,15-双(2,4
4、,6-三甲基苯基)卟啉(DMP)分子终端三甲基苯基的反应方式的影响。DMP分子在Ag(110)表面形成了基于CH-π键的一维线形分子链，随着热激发温度的不断增大该一维分子链消失，形成杂乱无章的聚合物。相反，将DMP分子沉积到室温的Cu(110)表面形成非共价的自组装结构，退火至423K诱导DMP分子形成一维共轭聚合链。I摘要该聚合反应涉及脱氢偶联和脱氢环化，反应位点包括三个甲基、苯环CH、卟啉环βCH，最终实现了DMP分子间单个位点的碳碳偶联和连续位点的碳碳偶联，后者使得DMP分子在连接处形成2~3个新的芳香环。关键词：扫描隧道显微镜；一维共轭聚合链；一维有机
5、金属链；脱氢偶联；脱氢环化IIAbstractABSTRACTOneofthemajorgoalsofthe"bottom-up"nanotechnologyistobuildmolecularelectronicdevices,thatis,theworkingcomponentsarebasedonmolecules.Formolecularelectronicdevices,themolecularcomponentsshouldbecovalentlyconnectedtoallowaconsiderablecarriertransport.Condu
6、ctingmolecularwireisanimportantparttobuildamoleculardevice.Thesynthesisofone-dimensionalconjugatedpolymerchainsisofgreatsignificancetoachievemolecularwireswhicharesuitableforcarriertransport.Inthisdissertation,Theformationofvariousmolecularwireswithdifferentmoleculeprecursors(includ
7、ing4,4″-dibromo-p-terphenyl(DBTP),porphine(H-P),5,15-(di-4-ethynylphenyl)porphyrin(DEPP),5,15-(dimesityl)porphyrin(DMP))onmetalsubstrates(includingCu(110),Ag(110))havebeensystematicallystudied.Themainachievementsinthisdissertationarepresentedasbelow:1.One-dimensionalconjugatedpolyme
8、rchainsweresynthesi
