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稠环芳烃分子骨架对单分子电导的影响
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作者 王铭桢 王治业 +3 位作者 李梦晓 卢玉华 王旭 李云川 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第2期78-85,共8页
分子结内的电荷传输过程受到分子骨架以及锚定基团等多种因素的影响.为了探索分子骨架对分子结电荷传输特性的影响,本文设计并合成了3种以不同π共轭面积的苯、萘和蒽为分子骨架,以噻吩为锚定基团的分子(DT-B,DT-N,DT-A),并结合扫描隧... 分子结内的电荷传输过程受到分子骨架以及锚定基团等多种因素的影响.为了探索分子骨架对分子结电荷传输特性的影响,本文设计并合成了3种以不同π共轭面积的苯、萘和蒽为分子骨架,以噻吩为锚定基团的分子(DT-B,DT-N,DT-A),并结合扫描隧道显微镜裂结技术(STM-BJ)及密度泛函理论(DFT),对不同π共轭面积的稠环芳烃分子结中的电荷传输过程进行了研究.结果表明,3种分子均存在高电导(GH)与低电导(GL)两种电导态,对应单分子结中Au-π与Au-S两种结合构型.对于GL态,π共轭面积的增大使得HOMO能级逐渐接近金费米能级,呈现出G_(DT-A)>G_(DT-N)>G_(DT-B)的电导趋势.对于GH态,电导值不会随π共轭面积的增大而发生明显改变,但稠环芳烃扭转角的增大会引起空间位阻的增强,使Au-π结合概率降低,导致Au-π与Au-S两种分子构型的比例发生了改变. 展开更多
关键词 稠环芳烃 扫描隧道显微镜裂结技术 分子结 结合构型
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基于电化学方法研究以铜和银为电极的对苯二甲酸单分子结电导
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作者 韩迪 洪泽文 +3 位作者 李东方 郑菊芳 王亚浩 周小顺 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第1期105-110,共6页
利用基于电化学跳跃接触的扫描隧道显微镜裂结法(ECSTM-BJ),通过现场形成金属电极,对以Cu和Ag为电极的对苯二甲酸单分子结电导进行了测量.研究结果表明:利用该方法对所有数据直接线性统计即可得到很好结果;两种电极下都存在两套高和低... 利用基于电化学跳跃接触的扫描隧道显微镜裂结法(ECSTM-BJ),通过现场形成金属电极,对以Cu和Ag为电极的对苯二甲酸单分子结电导进行了测量.研究结果表明:利用该方法对所有数据直接线性统计即可得到很好结果;两种电极下都存在两套高和低电导值,其中以Cu为电极的单分子结电导高低值分别为11.5和4.0 n S,而以Ag为电极的单分子结电导分别为10.3和3.8 n S,高值都约为低值的3倍,且以Cu为电极的单分子结电导要略大于以Ag为电极的电导,可归结于电极和分子的耦合不同造成的.与同样条件下测量得到的烷基链羧酸单分子结电导只存在一套值相比,对苯二甲酸表现出两套电导值,反应了分子内主链对分子结电导的影响. 展开更多
关键词 扫描隧道显微镜裂结法 单分子结电导 电子输运
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隧道结电场辅助下叔丁胺分子在Cu(111)表面跳跃(英文)
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作者 许逾群 仉君 +3 位作者 袁秉凯 邓珂 杨蓉 裘晓辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2686-2690,共5页
采用扫描隧道显微镜(STM)于78 K研究了单个叔丁胺分子在Cu(111)表面的横向跃迁现象.研究发现叔丁胺分子的跳跃几率随隧道电流的增加而线性增加,这表明该过程是单电子激发过程;在不同极性的隧道结电场作用下,叔丁基胺分子跳跃行为发生的... 采用扫描隧道显微镜(STM)于78 K研究了单个叔丁胺分子在Cu(111)表面的横向跃迁现象.研究发现叔丁胺分子的跳跃几率随隧道电流的增加而线性增加,这表明该过程是单电子激发过程;在不同极性的隧道结电场作用下,叔丁基胺分子跳跃行为发生的几率不同,这种现象可以用电场辅助的扩散过程解释.在不同极性电场作用下叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附能和扩散势垒不同,从而表现出不同的跳跃几率. 展开更多
关键词 扫描隧道显微镜 单分子 跳跃现象 电子激发 隧道结电场
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噻吩锚定基团的结构修饰对分子-电极结合的影响 被引量:2
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作者 雷永久 王旭 +6 位作者 王治业 周疆豪 陈海舰 梁蕾 李云川 肖博怀 常帅 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第11期103-108,共6页
锚定基团决定了分子与纳米电极的结合方式,对分子电导有着重要的影响,是分子电子学研究的重要内容。噻吩是有机光电功能材料中一种基本的构筑单元,在分子电子学研究中可以作为锚定基团,有望扩展分子电子学研究的目标分子结构基础。在本... 锚定基团决定了分子与纳米电极的结合方式,对分子电导有着重要的影响,是分子电子学研究的重要内容。噻吩是有机光电功能材料中一种基本的构筑单元,在分子电子学研究中可以作为锚定基团,有望扩展分子电子学研究的目标分子结构基础。在本工作中,我们设计并合成了三种结构类似的π共轭分子BT-H、BT-Hex和BT-Cl,这三种分子具有相同的分子骨架,但两端噻吩4号位上的取代基(分别为H、正己基C6和Cl)不同。BT-H、BT-Hex和BT-Cl的噻吩可以作为锚定基团,使分子连接在金纳米间隙中形成单分子结。我们采用单分子电导测量技术研究了它们的电荷传输特性,也探索了噻吩锚定基团上修饰的取代基对分子-电极结合构型的影响。单分子电导测量结果表明,这三种分子均存在两种结合构型,它们分别对应高电导状态(GH)和低电导状态(GL),并且GH与GL的电导数值相差超过一个数量级。根据我们报道过的分子电导研究结果,两端以噻吩为锚定基团的分子可以产生GH与GL态,它们分别是分子的噻吩π轨道和噻吩S原子与金电极发生相互作用产生的(分别叫作Au―π和Au―S结合构型)。对于GL态,由于锚定基团上的取代基不同,电导数值发生了明显的变化,呈现出GBT-Hex>GBT-H>GBT-Cl的电导趋势。这主要是由于取代基的电子特性不同造成分子的最高占据分子轨道(HOMO)能级相对于Au费米能级的位置发生了偏移。对于GH态,锚定基团上不同的取代基对GH的电导值没有产生明显的影响。C6和Cl取代基会使Au-π结合构型出现的概率降低,导致了Au-π与Au-S两种分子-电极结合构型出现的相对比例发生变化。本工作对指导分子电子学研究中的分子结构设计,特别是在锚定基团的结构设计上具有重要意义。 展开更多
关键词 单分子电导 分子构型 取代基 噻吩 扫描隧道显微镜裂结法
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