通过原子力显微镜直接检测与离散电荷转移复合体破裂相关的单键力
Hjalti Skulason1, C Daniel Frisbie
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Avenue SE, Minneapolis, MN 55455, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 12, 2002
概括
原子力显微镜测量了电子捐赠-接受复合体的化学结合力. 这种技术量化了单键能量,为研究分子相互作用提供了一种新方法.
科学领域:
- 表面科学是一门学科.
- 纳米技术纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 电子捐赠-接受复合体在电荷转移过程中至关重要.
- 在纳米尺度上测量离散化学键力是具有挑战性的.
- 自组装单层 (SAM) 提供了对表面功能化的精确控制.
研究的目的:
- 使用AFM测量离散电子捐赠-接受复合体的化学结合力.
- 为了研究N,N,N',N'-四甲基二胺 (TMPD) 和7,7,8,8-四亚诺二甲 (TCNQ) 之间的电荷转移相互作用.
- 建立AFM拉开测量作为量化单一化学键能量的一般方法.
主要方法:
- 使用原子力显微镜 (AFM) 具有修改的尖端和基板.
- 通过SAM在金涂表面上固定TMPD (捐赠者) 和TCNQ (接受者) 衍生品.
- 在CHCl(3) 溶剂中测量了修改后的AFM尖端和基板之间的拉开力.
主要成果:
- TMPD/TCNQ微接触器显示出明显高于同类接触器的拉开力.
- 在拉开力组图中观察到70 +/- 15 pN的周期性,归因于个别的TMPD-TCNQ复合体破裂.
- 估计单键能量大约为4-5kJ/mol从力量子.
结论:
- AFM的拉开测量可以直接检测离散化学键的结合力.
- 修改了SAM的AFM探头提供了一个多功能平台来量化各种单一债券类型.
- 该方法为测量包括键在内的简单化学键的强度提供了一个一般的策略.


