Adsorption of iron tetraphenylporphyrin on (111) surfaces of coinage metals: a density functional theory study

Autor: Yongfeng Wang, Nathalie Tarrat, Hao Tang, Véronique Langlais
Přispěvatelé: Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Peking University [Beijing], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
spin switch
Spin states
General Physics and Astronomy
Coinage metals
02 engineering and technology
spin states
lcsh:Chemical technology
010402 general chemistry
Photochemistry
lcsh:Technology
01 natural sciences
Full Research Paper
symbols.namesake
Adsorption
Monolayer
Molecule
Nanotechnology
[CHIM]Chemical Sciences
lcsh:TP1-1185
General Materials Science
Electrical and Electronic Engineering
Physics::Chemical Physics
lcsh:Science
density functional theory
[PHYS]Physics [physics]
lcsh:T
Chemistry
Intermolecular force
021001 nanoscience & nanotechnology
lcsh:QC1-999
0104 chemical sciences
Nanoscience
Chemical physics
activation barrier
symbols
lcsh:Q
Density functional theory
[PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
van der Waals force
iron tetraphenylporphyrin
0210 nano-technology
lcsh:Physics
Zdroj: Beilstein Journal of Nanotechnology
Beilstein Journal of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology., 2017, 8, pp.2484-2491. ⟨10.3762/bjnano.8.248⟩
Beilstein Journal of Nanotechnology, 2017, 8, pp.2484-2491. ⟨10.3762/bjnano.8.248⟩
Beilstein Journal of Nanotechnology, Vol 8, Iss 1, Pp 2484-2491 (2017)
ISSN: 2190-4286
DOI: 10.3762/bjnano.8.248⟩
Popis: The adsorption of the iron tetraphenylporphyrin (FeTPP) molecule in its deckchair conformation was investigated on Au(111), Ag(111) and Cu(111) surfaces by performing spin-polarized density functional theory (DFT) calculations taking into account both van der Waals (vdW) interaction and on-site Coulomb repulsion. The deckchair conformation of the molecule favours intermolecular π–π-type interactions in a less densely packed monolayer than the saddle conformation. The activation barrier between the two stable magnetic states (high spin, S = 2 and intermediate spin, S = 1) of the molecule in vacuum disappears upon adsorption on the metal surfaces. The high-spin state of physisorbed FeTPP is stable on all adsorption sites. This result reveals that an external permanent element such as a STM tip or an additional molecule is needed to use FeTPP or similar molecules as model system for molecular spin switches.
Databáze: OpenAIRE
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