Cd(0001)基底上并五苯分子单层的结构相变

作者：石明霞; 刘雷; 陶敏龙; 孙凯; 涂玉兵; 赵丽娟; 王俊忠^*

来源：中国科学:物理学 力学 天文学 , 2018, 48(11): 63-70.

• 并五苯
• 扫描隧道显微镜
• 分子自组装
• 鲱鱼骨结构
• 三叶草结构
• 结构相变
• 手性相变

并五苯是一种典型的有机半导体分子,在有机电子学中具有重要的应用价值.本文利用有机分子束沉积与低温扫描隧道显微镜研究了Cd(0001)衬底上并五苯分子的自组装结构,发现了3个温度诱导的结构相变:(1)在室温沉积的条件下,并五苯形成无序排列的分子单层.(2)经过320 K的退火,并五苯单层发生了无序-有序相变,交替排列的两种分子链构成了鲱鱼骨(Herringbone)结构.(3)当退火温度升高至350 K,鲱鱼骨结构转变为一种从未报道过的手性三叶草结构:三个并五苯分子二聚体排列成手性风车结构.(4)进一步增加退火温度至400 K,三叶草结构转变为常见的砖墙(Brick-wall)结构.结合密度泛函理论(DFT)计算,发现并五苯分子两端的电荷密度变化是相反的,表明分子带有电偶极矩.特别有趣的是,并五苯手性三叶草结构的手性可以在STM针尖的电场驱动下从一个对映体转换到另一个对映体.