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新疆理化所铜酞菁衍生物分子表面自组装结构相转变研究获进展
2014-05-12 | 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  金属酞菁化合物(MePc)及其衍生物由于具有良好的化学稳定性、热稳定性,且随着中心金属种类的不同而具有不同的光电学性质,使其在分子光电传感器方面的应用研究越来越广泛。而作为分子传感器的关键部分之一,金属酞菁化合物薄膜中分子的空间排列结构则直接影响着传感器的性能,因此研究MePc在固体基底表面分子的空间排列,实现薄膜中分子空间排列的可控性对分子传感器的发展有着重要的意义。 

  中科院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室科研人员利用扫描隧道显微术(STM)研究了八辛氧基铜酞菁分子(CuPcOC8)在高定向裂解石墨(HOPG)表面的自组装结构并分析了温度对组装结构的影响。室温下CuPcOC8分子在HOPG表面可以同时形成分子密度较低的四次对称结构和分子密度较高的六次对称结构。通过提高分子自组装时的温度或对室温下组装好的分子层进行退火处理,观察到了四次对称结构向六次对称结构转化的现象。通过对在不同条件下获得的分子组装层的STM图像中四次对称和六次对称结构所占面积比例的统计分析,揭示了CuPcOC8分子在HOPG表面的两种组装结构的形成机制和大气环境下这种铜酞菁分子组装结构的可调性。四次对称结构和六次对称结构之间存在着一个动力学能垒,六次对称结构是热力学稳定结构,而四次对称结构是热力学不稳定但动力学有利的结构。因此通过选择合适的温度条件就可以获得组装结构均为六次对称的大范围均匀一致的分子自组装膜。这一研究对金属酞菁化合物在分子传感器方面的应用有着重要的意义。 

  该研究成果已发表在RSC Adv., 2014, 4 (39), 20256 – 20261上,相关研究工作得到了中科院“西部之光”,国家自然科学基金,新疆维吾尔自治区青年科技创新人才培养工程等项目资助。 

  论文链接 

CuPcOC8分子在HOPG表面形成的四次对称结构向六次对称结构不可逆转变机制的STM研究

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