利用给体-π-受体分子模板在Au(111)电极表面构筑富勒烯带状结构.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JulyActaPhys．一Chim．Sin．，2010，26(7)：1893—18971893【Article】WWW．whxb．pku．edu．cn利用给体．受体分子模板在Au(111)电极表面构筑富勒烯带状结构严会娟王栋温国永张德清万立骏(中国科学院化学研究所，分子纳米结构与纳米技术院重点实验室，北京分子科学国家实验室，北京100190)摘要：富勒烯与功能分子之间的电荷作用已经被广泛应用于功能性器件的构筑中．这些功能器件的性能与电极表面的薄膜排布结构有着密切关系．因此，研究电极表面的富勒烯和功能分子的组装结构对这些器件

2、的构筑和功能的发挥有着重要意义．本文利用电化学扫描隧道显微镜技术，在HC104溶液中系统研究了C分子与有机电子给体一7r一受体分子C13133O—I3CNQ[Z-fl一(5一hexadecyloxy一1，3,3一trimethyl一2一indolium)一一cyano一4一styryldicyanomethanide]在Au(111)电极表面的二维组装结构．研究发现：C6H330一I3CNQ分子在Au(1l1)电极表面组装形成具有短程有序性的条陇状结构；而C分子在C6HO—I3CNQ模板之上组装形成了带状结构．C分子带状结构的形成方向受到了C31O—I3CNQ分子中电子给

3、体一7r一受体部分排列结构的影响．C分子与C6HO—I3CNQ分子之间的丌一仃堆积作用和电荷转移作用对这种带状结构的形成有着密切关系．这一结果为利用富勒烯和功能分子之间的作用构筑功能器件提供了一种新的制备方法．关键词：自组装；富勒烯；给体一7r一受体；扫描隧道显微镜；带状组装结构中图分类号：0647FullereneBand—LikeAssemblyInducedbyaDonor-rr-AcceptorMolecularTemplateonAu(1l1)ElectrodeSurfaceYANHui—JuanWANGDongWENGuo—YongZHANGDe—QingWA

4、NLi-Jun(CASKeyLaboratoryofMolecularNanostructureandNanotechnology，BeijingNationalLaboratoryforMolecularScience，InstituteofChemistry,ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，P．R．China)Abstract：Fullerenehasbeenextensivelyusedinfunctionaldevicesrequiringelectrontransferbetweenfu11ereneandfunct

5、ionalmolecules．Theinvestigationofmulti—componentassemblystructuresoffullereneandfunctionalmoleculesonelectrodesurfaceswillbenefitthefabricationoffullerenebasednanodevicesaswellasthestudyoftheirfundamentalphysicalandchemicalproperties．Thetwodimensional(2D)self-assemblystructureofC60andthed

6、onor-仃一acceptormoleculez(5一hexadecyloxy一1，3，3一trimethyl一2一indolium)廿cyano4styryldicyanomethanide(Cl6H330一I3CNQ)onanAu(111)electrodesurfacewasinvestigatedbyelectrochemicalscanningtunnelingmicroscopy(ECSTM)inHC104．TheC16H∞O—I3CNQmoleculesself-organizedintoashort—rangedorderedstructureontheA

7、u(1】1)surface．C60moleculesformedband-likeassemblystructurestemplatedbytheC16H33O-I3CNQadlayer．TheorientationoftheC60bandstructureiScontrolledbythearrangementofthedonor一7,／7-一acceptormoieties．77"一7／7-stackinginteractionsandchargetransferbetweenC60andC16H33()一I3CNQmay