優質論文代寫
首頁   論文定制   論文購買   論文代寫   論文發表   服務報價   信譽保證   關于優質   付款方式   聯系我們   合作加盟   網站地圖
論文搜索更方便   熱門標簽:工程論文  建筑論文  土木論文 
論文內容 您正在瀏覽主頁 > 工程論文 > 光學工程 > 正文

掃描隧道顯微鏡在單分子科學中的應用

日期:2013-08-20 15:53:47 來源:www.078045.live 作者:優質論文網

摘 要 單分子科學是一門新興的交叉科學,在當前的科技發展中具有重要意義.掃描隧道顯微鏡是研究單分子的一種強有力而獨特的工具.文章以作者所在研究組近年來在單分子表征、操控和原型器件設計等方面的研究工作進展為例,概述了掃描隧道顯微鏡在單分子科學中的應用,重點介紹了以下成果:在硫醇分子自組裝單層膜上觀測到C60分子的本征籠狀結構,并發現了一種新穎的由C60分子取向產生的拓撲序;結合實驗圖像和理論模擬,確定了單個C60分子在Si(111)\|7×7表面的吸附取向;通過對金屬富勒烯分子[email protected]進行空間和能量分辨成像及相關理論模擬,確定了金屬原子相對碳籠的位置及分子的取向;利用掃描隧道顯微鏡針尖對吸附在Au(111)表面的單個CoPc分子操作“分子手術”,以實現其吸附態和自旋態的量子調控;發現了一種由單電子隧穿和C59N分子的特殊能級結構產生的新的整流機制;發現了一種由針尖電子態和CoPc分子中Co原子軌道的空間對稱性匹配產生的負微分電阻效應.
  關鍵詞 掃描隧道顯微術,單分子科學,單分子表征,自旋態調控,單分子器件
  
  1 引言
  
  近年來,單分子科學逐漸發展成為一個引人注目而前景廣闊的新型交叉學科,受到了許多研究者的關注.單分子科學的研究內容是分子、原子團簇和生物大分子本身及其吸附在表面或者處于復雜凝聚相環境時的物理、化學和機械等性質[1].單分子體系的尺度最小可至納米量級,其能級往往是分立的,在這種情況下出現的量子行為決定了體系的主要性質.人們希望通過調控其量子效應以實現某些特定功能,從而能夠制備出單分子器件,如分子開關等.在分子電子學領域里,這種自下而上地搭建分子器件,并研究其性質和應用已是當前的科技熱點之一. 
   1982年,IBM公司蘇黎世實驗室的Binnig和Rohrer等人利用量子隧穿機理研制出第一臺掃描隧道顯微鏡(STM)[2].掃描隧道顯微鏡的發明使得人們首次能夠實時地在原子尺度上對物體進行原位觀測,進而研究其相關的物理和化學等性質.隨著單分子科學的發展,人們開始嘗試利用以STM為代表的各種顯微技術,對單分子等納米結構進行表征、操控和嘗試原型分子器件設計.二十多年來,這個領域已經取得了許多令人矚目的成果,并促進了物理、化學、微觀機械、分子生物學和分子電子學等相關學科的發展[3].
  

掃描隧道顯微鏡在單分子科學中的應用

  2.1 單分子的高分辨表征
  STM中的隧道電流與樣品表面費米面附近的局域電子態密度緊密相關.在STM實驗中,通過探測針尖和樣品間隧穿電流的變化,可以得到樣品表面局域電子態密度和形貌特征信息[16].借助于STM,人們已經可以對固體表面進行原子級分辨率成像.這種成像技術應用于單分子體系時,則可以提供分子在襯底上的吸附位置、相對襯底的吸附取向以及樣品電子態等各種有價值的信息.我們的工作主要是圍繞富勒烯分子展開,對這種三維球形分子進行高分辨STM表征具有一定的挑戰性.
  2.1.1 C60分子的高分辨表征
  自從在1985年C60被發現以來,這一類富勒烯分子吸引了很多研究者的興趣.STM由于其在固體微觀成像領域的特點和優勢,已經被廣泛應用于富勒烯分子各方面的研究,但對于這種三維分子的高分辨成像和取向確定依然存在很多問題和困難.我們利用低溫STM,在國際上首次觀測到了C60分子本征的籠狀結構[4].為了減弱襯底對C60分子成像的影響,實驗在Au(111)襯底上的具有化學惰性的硫醇分子自組裝單層膜上進行,C60分子蒸發到硫醇膜上后形成二維密堆集六角點陣結構.在室溫下,每個C60分子的STM圖像為一光滑的半球狀,這是由于此時分子可以自由地在各個方向上旋轉;隨著溫度的降低,C60分子開始失去部分轉動自由度,到77K時,C60分子的STM圖像變成圓環狀或不對稱的啞鈴形狀;由于C60與襯底之間的相互作用較弱,直到5K時C60分子的轉動自由度才被完全凍結,此時可清楚看到分子的本征籠狀結構.負樣品偏壓下C60分子二維島的圖像是由一些明暗相間的斑點組成的(圖1(a)),結合理論模擬,可以發現其中亮斑對應于C60分子的CC雙鍵,而較弱的亮斑對應于CC單鍵,暗斑為五元環或六元環中心位置.在5K低溫下,大多數的C60分子點陣中分子只有一種取向,但我們實驗中也發現了由于分子取向不同導致的二維疇結構(圖1(b)).與一般晶體不同,C60分子點陣的疇界處沒有位缺陷存在,C60分子中心在整個點陣中都保留了理想的平移對稱性,這種新型疇界的起因機制不同于一般教科書所描述的內容.C60分子中存在從單鍵到雙鍵的電荷轉移,因而兩個分子之間除范德瓦爾斯作用力外,還存在一個依賴于分子相對取向的庫侖相互作用[17].襯底的影響遠小于分子間的相互作用,所以我們觀察到的這種取向疇結構反映了二維C60體系的本征性質.
  2.1.2 C60分子在Si表面的吸附取向
  

掃描隧道顯微鏡在單分子科學中的應用


 


您正在閱讀的論文:掃描隧道顯微鏡在單分子科學中的應用

  論文代寫聯系我們

代寫QQ:論文代寫95853629
發表QQ:論文代寫1525702242
售前電話:15208306686
咨詢電話:18628191790
售后服務QQ:論文代寫
1743307994
售后服務電話:15208306686
論文代寫老師加盟或合作唯一QQ
論文代寫95853629
郵箱:[email protected]
地址:成都市一環路南一段24號(臨四川大學)

論文代寫網 碩士論文 職稱論文
  推薦論文
· 鐵水包車設計
· 電子科技大學工程碩士電力公司公務用車車輛管理系統的設計與實現
· 電子科技大學工程碩士論文聯合指導教師簡況表
· 電子科技大學工程碩士在職碩士論文答辯及提交資料(論文寫作及答辯注意事項)
· 非全日制專業學位碩士研究生論文題目變更申請表
· 四川大學工程碩士在職碩士論文答辯及提交資料(論文寫作及答辯注意事項)
· 新疆哈密三塘湖綜合能源基地產業發展規劃
· 哈密三塘湖綜合能源基地產業空間布局項目研究
· 哈密三塘湖綜合能源基地產業空間布局項目研究
· 哈密三塘湖綜合能源基地產業空間布局項目研究

  最新論文(期刊)
· 關于在我國設立建筑學專業學位的
· 鐵水包車設計
· 資深編輯教你旅游管理論文課題選題技巧
· 高校學生社團管理系統的設計與實現之軟件工程分析
· 工程管理畢業論文范文修改怎么做好?
· 專業碩士論文代筆價格(市場標準)
· 常用論文提綱模板推薦
· 畢業論文提綱模板兩篇
· 不同類型畢業論文提綱寫作指南
· 畢業論文大綱如何擬寫
· 2019年最新碩士畢業論文格式(以北京大學為例)
網站主頁  |     網站簡介  |  本站郵箱:[email protected]
在線咨詢QQ論文代寫95853629 在線咨詢QQ論文代寫1743307994 在線咨詢QQ論文代寫1525702242 咨詢電話:QQ 95853629
Copyright © 2002-2011 畢業論文代寫網 - 碩士論文 - 代寫論文 | 發表論文機構
如果您喜歡本站請將本站推薦給您5位QQ好友!牢記本站網址http://www.078045.live
國家信息產業部備案號:蜀ICP備11009426號-1
有啥手游可以赚钱 陕西快乐10分下载 股票投资的缺点有 北京快乐8软件手机版 360配资 快3开奖走势图结果贵州 河北燕赵20选5开奖结果今天 股票指数ppt 吉林快3什么时候开始 中国石油股票股吧 北京快三走势图基本图