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非手性的酞菁铜分子在Bi(111)表面上的手性特征（英文）: 2016年; 利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)研究了酞菁铜(CuPc)分子在Bi(111)表面上的吸附和手性自组装结构。由于较弱的分子-衬底相互作用,我们发现在液氮温度(78 K)下吸附在Bi(111)表面上的单个CuPc分子围绕着分子中心发生旋转,直到遇到其他分子形成团簇为止。随着分子覆盖度的增加,CuPc分子形成了自组装分子单层。高分辨S TM图表明,非手性的CuPc分子出现了手性特征:两个相对的酞菁基团发生了弯曲。当覆盖度超过一个分子层,酞菁铜分子的吸附取向由"平躺"转变到"站立"姿态。我们认为,酞菁铜分子的手性起源是由两种因素共同导致的结果:一种是分子-衬底之间的非对称电荷转移,另一种是相邻分子间的非对称性的范德华力作用。; 叶娟孙凯陶敏龙涂玉兵谢正波王亚利郝少杰肖华芳王俊忠; 关键词：酞菁铜扫描隧道显微镜自组装

利用STM直接观察红荧烯薄膜中的质量密度波: 2011年; 在异质外延薄膜的生长中,应力对薄膜的结构和形貌起着至关重要的作用.理论研究表明,在非公度的薄膜中,应力可以通过形成质量密度波(MDW,Mass Density Wave)的形式释放出来.但是,迄今为止还没有直接的证据证明质量密度波的存在.本文我们用扫描隧道显微镜(STM,Scanning Tunnelling Microscopy)在Bi(001)表面形成的单层红荧烯薄膜中,直接观察到了质量密度波.其表现形式为表面高度有微小的正弦波动,并且分子取向发生周期性畸变.此外,我们还指出质量密度波的形成是由于红荧烯单层膜相对Bi衬底的晶格转动所导致的,由于转动方向不同,质量密度波会呈现出条形或之字形两种不同形状的条纹.; 兰梦邵婷娜谢佳乐杨秀凡孙凯蔡田田王俊忠; 关键词：应力释放晶格失配

在半金属表面上应力诱导的红荧烯晶态薄膜: 2011年; 报道了在Bi(001)衬底上从第一层开始形成的红荧烯晶体薄膜.随着覆盖度的增加,红荧烯薄膜的结构会发生从自组装到混合相的转变.在混合相中存在着红荧烯的晶体畴和分子自组装形成的畴壁.特别是,我们在这种晶体畴中发现了Kurdjunov-Sachs(KS)转动外延和巨大的压缩应力.随着覆盖度的增加,红荧烯薄膜会按照逐层生长的模式进行,直至第四个分子单层.我们认为,转动外延过程中所产生的巨大压缩应力是导致晶态红荧烯薄膜的形成原因.; 兰梦邵婷娜谢佳乐王俊忠; 关键词：自组装畴壁扫描隧道显微镜

Si(111)-7×7表面上Cd(0001)薄膜的透明性:原子尺度下的界面成像被引量：1: 2017年; 界面结构对外延薄膜的生长和控制起着非常重要的作用.但是在原子尺度上观察薄膜的界面结构一直是一个挑战性的课题.原因是入射波穿越薄膜时会发生强烈的衰减和退相干,使得检测的界面信号非常微弱.扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscopy,STM)的出现极大地促进了人们对薄膜界面结构方面的研究.早期的研究报道观察到了金属薄膜下的典型的Si(111)-7×7超结构.虽然7×7超结构清晰可见,但从中不能分辨出元胞中的12个Si原子,因此仍未实现原子尺度上的界面结构成像.本文在Si(111)-7×7表面上生长出高质量的Cd(0001)外延薄膜,并利用低温扫描隧道显微镜对Cd(0001)薄膜的界面结构实现了原子尺度成像.在较低的偏压下,清晰地观测到Si(111)-7×7结构的原子分辨像,这也说明了在Cd薄膜生长过程中,Si(111)-7×7的衬底结构得以完整保存.此外还发现,由于量子尺寸效应,偶数层薄膜和奇数层薄膜表现出明显不同的横向分辨率和表面粗糙度,而且这些性质的差异随扫描偏压的变化会发生逆转.把Cd(0001)薄膜的这种优异透明性归因于电子的垂直运动速度远大于面内运动速度,即电子具有高度各向异性的有效质量.; 肖华芳郝少杰孙凯陶敏龙王亚利谢正波涂玉兵叶娟王俊忠; 关键词：扫描隧道显微镜量子尺寸效应

红荧烯薄膜在Bi(0001)表面从高阶公度相到非公度相转变: 2011年; 在红荧烯薄膜中发现了一类新的相变:分子从高阶的公度相转变到弱的非公度相。前者表现出"格点位于线上"(point-on-line)关系;后者是一种混合相,包含红荧烯的晶态畴和自组装的畴壁。相比于红荧烯晶体的a-b面,晶态畴中存在着极大的各向异性应变。通过改变衬底的温度,发现在室温下畴壁呈现出"之"字型网状结构;而在高温下转变为条状结构。形成不同形状畴壁的原因可以认为是应力释放和转动外延的相互作用力所导致的。; 杨秀凡兰梦邵婷娜谢佳乐杜懋陆徐明王俊忠; 关键词：畴壁

水分子在Bi(111)表面上的吸附和自组装被引量：2: 2016年; 利用低温扫描隧道显微镜(STM)研究了水分子在半金属Bi(111)表面的吸附和自组装.当沉积速率比较低时,水分子主要以单体和二聚体的形式吸附在衬底表面.高分辨STM图表明,水单体平躺在衬底表面且占据on-top位.水二聚体表现为平行于衬底晶轴方向的两个亮点.当沉积速率比较高时,水分子自组装为单分散的六聚体阵列.每个六聚体表现为由3个亮点组成的三角形,其3个边分别平行于衬底晶轴方向.进一步分析表明,六聚体的3个亮点来自处于高位的3个水分子,一个H原子指向衬底上方,另一个H原子用于分子间氢键.处于低位的另外3个水分子,两个H原子参与分子间的氢键作用,因而在STM图中不易被观察到.我们认为,在半金属Bi(111)表面上水分子的自组装是一个动力学控制的生长过程.; 张瑶李照兵张鑫陶敏龙孙凯涂玉兵肖华芳郝少杰叶娟王俊忠; 关键词：扫描隧道显微术六聚体

非手性的棒状分子在非手性表面形成的风车团簇: 2012年; 利用低温STM研究了非手性的棒状并五苯分子在Bi(111)表面形成的手性风车团簇.在团簇内部,并五苯分子分别沿Bi(111)的3个对称轴方向平行排列,形成6个不同的分子带.在每个分子带中,相邻分子之间有一个滑移错位.当平行排列的分子数多于4时,滑移错位发生反向,形成弯曲的风车扇叶.我们认为,分子的滑移错位来自于分子之间的π-π相互作用;而滑移错位的反向是团簇内部的吸引力导致的密堆积的结果.这两种作用的竞争是形成手性风车团簇的微观机制.; 邵婷娜兰梦谢佳乐孙凯蔡田田王俊忠; 关键词：扫描隧道显微术自组装

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国家自然科学基金(10974156)

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