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  石墨烯摩尔条纹模板上形成的Kagome分子阵列  
 

Graphene(石墨单层材料)是由单层sp2碳原子组成的六方蜂巢状二维结构,由英国科学家于2004年首次报道。它可以包裹起来形成零维的富勒烯,卷起来形成一维的纳米碳管,层层堆积形成三维的石墨。Graphene自发现以来短时间内即在国外成为研究的热点。自2004年10月Science杂志发表第一篇有关Graphene的工作报道以后,发表在Science和Nature系列上的相关论文就超过了80篇;其中在2008一年之内,相关结果发表在Science和Nature系列上有30多篇。毋庸置疑,Graphene是继纳米碳管、富勒烯球后的又一重大发现,它具有众多优良的物理特性、有可能为实验验证一些过去不能验证的物理规律提供可能性,并可能蕴含重大应用前景。

二维Kagome 晶格由于其有趣的结构和具有的独特性质,在过去很多年间引起了众多科学家的研究兴趣。它的每个格点都是由两条边相交而成,具有四个最近邻点。在磁学领域,这种蜂窝状晶格结构会导致反铁磁结构的自旋失效,但是由于自然界中存在的材料结构过于复杂,使得利用Kagome 晶格研究自旋失效受到很多限制。利用功能有机分子在金属表面进行自组装,可以形成二维Kagome 分子晶格。目前为止关于此类分子晶格的文献报道还很有限,它们主要依赖于分子的特殊官能团、特殊的分子结构设计、分子之间或分子与基底之间的反应,增加了工作的复杂性和限制应用范围。 我们在钌Ru(0001)表面成功制备了毫米级高度有序的、连续的、单晶石墨烯材料后,利用这种单层石墨的moire条纹作为基底模板生长有机分子薄膜。通过我们的研究发现,这种moire 条纹对分子的生长具有调制作用。并且由于石墨的惰性,使得单层石墨上生长的分子类似自由状态分子,即有机分子的性质不会受到基底的影响。实验中,我们使用的有机分子是酞菁类及其衍生物分子。通过物理气相沉积的方法将分子蒸发到石墨表面。低覆盖度下,酞菁类分子选择性的吸附在moire条纹的某些位置,随着覆盖度的增加,逐渐形成Kagome 晶格。通过我们的方法得到的Kagome晶格,不仅实验方法上简单,而且形成的Kagome 晶格不会由于基底的影响而使自旋屏蔽。当我们改变酞菁分子中心金属原子时,分子的自旋也会发生改变。这样我们可以研究不同自旋下的Kagome 晶格的自旋失效。相关工作发表在J. Am. Chem. Soc 131,14136 (2009)上。

 
     
  相关链接:  
  Tunability of Supramolecular Kagome Lattices of Magnetic Phthalocyanines  
     
 

 

 
 
     

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