金属酞菁分子与金属表面外延石墨烯之间的相互作用

2013-04-29 杨锴 中国科学院物理研究所

  我们通过低温扫描隧道显微镜研究了四种金属酞菁分子在钌单晶和铂单晶表面外延石墨烯上的的自组装行为。在低覆盖度下,四者在石墨烯表面展现出截然不同的自组装结构。酞菁铁以单分子形式分散吸附,酞菁锰形成分散的分子链,酞菁镍和原酞菁倾向于形成小的Kagome 片。

  通过仔细分析,我们得出了四者与石墨烯之间的相互作用的强度的关系:酞菁铁 >酞菁锰 > 酞菁镍和原酞菁。作为对比实验,我们选用了另一种基底 - 金属铂单晶表面外延的高质量石墨烯,试图比较不同基底生长的石墨烯与同一种分子(酞菁铁)的相互作用的强弱关系。

  研究表明,尽管石墨烯与金属铂之间可以形成多种超结构(摩尔周期),但是石墨烯表面的酞菁铁分子总是倾向于形成二维的岛状结构。这些不同的自组装行为来源于分子-分子间相互作用和分子-基底间相互作用的微妙的平衡。