二维纳米结构可控构筑的STM研究

摘要

客体分子可以选择性的吸附在不同的空腔中，从而构筑和调控表面纳米结构。本论文以扫描隧道显微技术(STM)为主要研究手段，结合密度泛函理论(DFT)计算，对二维超分子自组装网格结构的构筑与调控进行了一些探索。主要内容如下: 一、利用苯三氧十一酸(TCDB)形成的二维柔性超分子网格作为模板，分别以联萘酚衍生物((R)-BINOL）、多金属氧酸盐(Ir-POMs)作为客体分子，得到了两种排列有序的主客体复合阵列结构。研究发现，TCDB主体网格结构能够根据客体分子的尺寸和形状做出相应的改变来适应不同的客体分子。另外，对超分子配合物(Cu5(tta)4(TTFN3)6）在石墨表面的吸附与组装行为也进行了探讨，研究发现，分子通过配体TTFN3的π-π堆积作用组装成矩形网格结构，但这种网格并不能起到固定客体分子（如COR分子、C60分子）的模板作用。这一结果说明，几何匹配和能量匹配是形成主客体复合结构的关键。 二、对六苯基苯衍生物(HPB)分子在石墨表面的组装结构及其主客体的研究，结果表明COR分子作为客体分子诱导了主体分子由雪花状结构向蜂窝状结构的转变。在该过程中，客体分子在HOPG表面相对较强的吸附对稳定蜂窝状结构起到了关键作用，并由此带来主体分子结构的变化。这项工作有助于人们深入理解主客体复合结构的形成是主体分子和客体分子协同作用的结果。

目录

声明

摘要

1．1纳米科技简介

1．2二维分子纳米结构

1．2．1超分子化学概念和分子自组装

1．2．2超分子自组装过程中的驱动力

1．2．3影响分子自组装的外部因素

1．3实验方法

1．3．1扫描隧道显微镜(STM)简介

1．3．2扫描隧道显微镜的基本工作原理

1．3．3扫描隧道显微镜的优缺点

1．4选题意义与研究内容

第2章主客体作用对组装结构的调控

2．1引言

2．2实验部分

2．3结果与讨论

2．3．1联萘酚衍生物与TCDB形成的二维主客体复合阵列

2．3．2金属氧酸盐与TCDB形成的二维主客体复合阵列

2．4结论

第3章基于TTF衍生物的纳米网格构筑

3．1引言

3．2 STM实验方法

3．3结果与讨论

3．4本章小结

第4章六苯基苯衍生物组装结构及其主客体的探讨

4．1引言

4．2实验部分

4．3结果与讨论

4．3．1 HPB分子在石墨表面上的二维组装

4．3．2浓度对组装结构的调控

4．3．3温度对组装结构的调控

4．3．4主客体作用对组装结构的调控

4．4本章小结

第5章结论

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文