Self-Organization of Long-Chain Aliphatic Molecules and Their Derivatives on Atomically Flat Surfaces

Autor: А.А. Мarchenko, А.I. Senenko, А.G. Naumovets, Ya.Yu. Lopatina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Ukrainian Journal of Physics; Vol. 60 No. 2 (2015); 153
Український фізичний журнал; Том 60 № 2 (2015); 153
ISSN: 2071-0194
2071-0186
DOI: 10.15407/ujpe60.02
Popis: Using the scanning tunneling microscopy, it is found that the structural organization of n-alkane molecules n-CnH2n+2 (n = 10÷50) on the reconstructed Au(111) surface varies non-monotonically, as the length of a molecule changes. The nonmonotonic character of the adsorption reveals itself in the alternation of packing types, dependence of the monolayer stability on n, and modification of surface properties. In the framework of the proposed one-dimensional model, it is shown that the correlation between the structure of adsorbed monolayers and the length of molecules is caused by a mismatch between the periods of the alkyl chain and the Au(111) surface along the ⟨110⟩ direction. The one-end functionalization of n-alkane molecules due to the chemically active –SH (n-alkanethiols) or –COOH (n-acids) group is demonstrated to result in the formation of a brush-like structure with “ vertical” geometry of the adsorption, in which the anchoring of molecules at the surface occurs owing to the formation of covalent bonds.
За допомогою методу сканувальної тунельної мiкроскопiї (СТМ) встановлено, що характер структурної органiзацiї n-алканiв n-CnН2n+2 (n = 10–50) на реконструйованiй поверхнi Au(111) змiнюється немонотонно з довжиною молекули. Немонотонний характер адсорбцiї проявляється в чергуваннi типiв пакувань, у залежностi стабiльностi моношарiв вiд n, а також у змiнi їх поверхневих властивостей. У рамках запропонованої одновимiрної моделi показано, що кореляцiя мiж структурою адсорбованих моношарiв i довжиною молекул зумовлена неузгодженiстю перiодiв алкiльного ланцюга i поверхнi Au(111) у напрямку ⟨110⟩. Продемонстровано, що одностороння функцiоналiзацiя молекул n-алканiв хiмiчно активними групами –SH (n-алкантiоли), –COOH (n-кислоти) приводить до формування щiткоподiбних структур з “вертикальною” геометрiєю адсорбцiї, в яких зв’язок молекул з поверхнею здiйснюється за рахунок ковалентної взаємодiї.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: