Microscopía de túnel de barrido, espectroscopia y nanolitografía de grafeno epitaxial modificado químicamente con...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química de las superficies.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• La reducción de sales de diazonio es un método propuesto para la modificación de la superficie del grafeno.
• Estudios anteriores ofrecieron evidencia indirecta de la unión de la fracción de arilo al grafeno.
• Faltaba la caracterización molecular directa del ordenamiento y la conformación de la capa adicional resultante.

Objetivo del estudio:

• Para realizar la caracterización de resolución molecular de la capa adicional formada por la reducción de 4-nitrofenil diazonio en el grafeno.
• Para investigar el ordenamiento molecular y la conformación de la superficie de grafeno modificado covalentemente.
• Para explorar el potencial para el patronaje a nanoescala utilizando la manipulación STM.

Principales métodos:

• Utilizó el vacío ultraalto (UHV) para escanear la microscopía de túnel (STM) y la espectroscopia (STS).
• Estudió la reducción espontánea del tetrafluoroborato de 4-nitrofenil diazonio en el grafeno epitaxial en SiC ((0001).
• Se recojo la superficie tratada químicamente a ~500 °C en UHV antes de la caracterización.

Principales resultados:

• Se observó una capa adicional atómicamente plana e inhomogénea de moléculas orgánicas unidas covalentemente después del recocido.
• Los datos de STM y STS indicaron que la capa adicional consiste principalmente en oligómeros de arilo.
• Estos oligómeros obstaculizaban estéricamente la modificación uniforme de la superficie del grafeno.
• La desorción selectiva de las especies adsorbidas por la punta del STM se logró a un sesgo específico y umbrales actuales.

Conclusiones:

• La reducción de 4-nitrofenil diazonio en el grafeno da como resultado una capa agregada oligomérica, no una cobertura superficial completa.
• Esta estructura oligomérica afecta la uniformidad de la modificación del grafeno.
• La punta del STM se puede utilizar para desorbar moléculas, lo que permite la fabricación de nanopatrones de grafeno en la escala sub-5 nm.