谢正波 王亚利 王俊忠

摘要：利用低温扫描隧道显微镜（LT-STM）研究了酞菁钴（CoPc）分子在Cd（0001）衬底表面吸附和自组装。在低覆盖度下，单个CoPc分子由于较强的分子与衬底作用平坦静止的吸附在Cd（0001）上，分子的叶瓣平行于衬底表面基矢方向。在高覆盖度下，由于分子与衬底相互作用力变弱，CoPc分子的从“平躺”变成了“站立”。

关键词：STM；酞菁钴；Cd；自组装；覆盖度

在过去的几十年里，过渡金属酞菁（TMPcs）分子因其在光学和有机电子器件中的潜在应用价值而受到了极大的关注[1-4]。TMPc分子是具有四重对称性的金属-有机复合物，它是由围绕中心金属离子的大环和四个通过c-c键连接到大环的外部苯环共同组成的。由于其相对简单和稳固的形状而被认为是单分子磁体的理想原型，可以自组装成有序的纳米结。越来越多的技术与手段被用于研究分子自组装过程，尤其是具有高空间分辨率的扫描隧道显微镜（STM）被广泛应用于表面形貌和分子结构的研究。目前人们在各种不同的衬底表面上研究了TMPc分子的吸附和自组装过程，包括Au [5]，Ag[6]，Cu [7]，Pb [8]，Bi [9]，NaCl [10]等。但是，对于TMPc分子的在不同的覆盖度下的结构变化的报道仍然十分缺乏。本实验主要研究了CoPc分子在Cd（0001）表面低温吸附和自组装过程，得到了不同覆盖度下的CoPc 分子的STM图像。

1 实验部分

实验在基底真空保持在约2.0×10-8pa的超高真空-低温扫描隧道显微（LT-STM）系统中进行。金屬Cd以0.15ML / min的速率从自制的Ta舟沉积在Si（111）-7×7表面上（把单层酞菁钴薄膜的覆盖度定义为 1 ML），形成非常光滑的Cd（0001）表面。……