在石墨烯上自组装和光聚合二纳米以下的一维有机纳米结构
Aparna Deshpande1, Chun-Hong Sham, Justice M P Alaboson
1Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 30, 2012
概括
研究人员在石墨烯上开发了有序有机纳米结构,以改进其电子应用. 这种由10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) 组成的自组装单层增强了石墨烯.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 石墨烯具有很高的电荷载体流动性,但由于化学惰性和缺乏带隙,它在数字电子中面临着挑战.
- 订购的有机单层为石墨烯提供了功能化的途径,从而实现了量身定制的反应性和调整电子特性.
- 在石墨烯上有机分子的自我组装可以为量子束效应创建纳米尺度模板.
研究的目的:
- 在表轴石墨烯上形成明确的单维有机纳米结构.
- 为了解决石墨烯的惰性和带隙问题,用于电子应用.
- 为了研究在石墨烯上的10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) 的自我组装和光聚合.
主要方法:
- 在超高真空 (UHV) 中,10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) 在表轴石墨烯上自组装.
- 分子分辨率超高温扫描道显微镜 (STM) 用于结构分析.
- 在现场紫外线 (UV) 光聚合以诱导共价键.
- 环境原子力显微镜 (AFM) 用于聚合后表征.
- 半经验量子化学计算用于结构洞察.
主要成果:
- 在表轴石墨烯上形成明确的单维PCDA纳米结构.
- UHV STM证实了1D排序和域边界与石墨烯格子保持一致.
- 紫外线光聚合成功诱导了共价键,稳定了单层,同时保持了1D秩序.
- AFM在聚合后验证了单层的结构完整性.
- 量子化学计算为分子结构变化提供了洞察力.
结论:
- 顺序有机单层,特别是PCDA,可以在表层石墨烯上成功形成.
- 自组装和随后的光聚合提供了一种创建稳定,功能化的石墨烯表面的方法.
- 这种方法有可能克服石墨烯在数字电子和其他应用中的局限性.
