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  金属-有机体系中电场对分子扩散的调控方面研究的最新进展。  
 

功能有机分子在固体表面上的可控组装,一直以来都是纳米量子器件及其特性研究的重要内容。由于目前分子在表面自组装方面的研究主要还在利用其本身的性质,人为调控的器件结构搭建还难以非常好的控制,所以限制了分子电子器件的进一步发展。因此,我们需要一种直接的有效的方法来调制分子-基底以及分子-分子间的相互作用,进而给我们设计和调控分子结构创造条件。

近年来,我们研究组一直立足于纳米结构在金属表面的生长模式与相互作用机制、物理性质方面的研究(如:Phys. Rev. Lett. 97, 156105 (2006);96, 226101 (2006);96, 156102 (2006);99, 106402 (2007);100, 186104 (2008)),并在构筑实用分子有机电子器件的方向不停的展开探索,并取得了重大进展。如,在液氮温度下,成功实现了对单分子转动行为的调控,并利用Au(111)重构表面首次实现了这种固定偏心轴的单分子转子的大面积组装(Phys. Rev. Lett. 101,197209(2008))。

最近,我们组的博士生江楠,张余洋与美国Vanderbilt大学S. Pantelides教授研究组合作,对金属-有机体系中电场对分子扩散的调控进行了深入研究。用STM在液氮温度(~77K)下观测到了酞菁铁(FePc)分子在Au (111) 表面的扩散现象,并在外加电场的作用下,调控了分子在表面的运动和静止,实现了分子自组装结构可控和可逆的分解和再组装。同时结合DFT理论计算,详尽的分析了外加电场对控制分子和基底相互作用以及对分子在表面扩散势垒的影响。这项成果的意义在于将人为的可控设计和自发的分子自组装特性结合在了一起,给设计和构筑纳米尺度下的分子电子器件提供了一条新的途径。
    

 
     
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       Diffusivity Control in Molecule-on-Metal Systems Using Electric Fields

 
     
 

 

 
 
     

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