2005年1月17日
科学家们来自美国能源部的布鲁克海文国家实验室那巴尔兰大学,哈佛大学在液态汞表面上生长了有机链分子的超薄薄膜,并发现分子形成有序结构。类似于六十年前,当硅的基本研究铺平到半导体电子时代的方式时,这些结果有助于为使用有机分子建造的微小电路的发展基础 - 被称为分子电子 - 一种被认为是未来的领域许多电子应用程序。
科学家们正在参与布鲁克海文正在进行的在固体和液体表面生长超薄有机薄膜的项目。他们最感兴趣的是那些只有几纳米或十亿分之一米厚度的可控特性的薄膜,这样他们就可以基于这些特性设计技术。除了对分子电子学的发展有用外,超薄有机薄膜对许多其他新兴技术也变得越来越重要,如柔性电子显示器和先进的生物技术材料,例如,可以模拟细胞膜的功能。欧洲杯足球竞彩
“我们决定使用液体汞作为表面,而不是坚实,”该研究的主要作者Benjamin ocho表示,在2005年1月12日,在线版的物理审查信函。“液体表面是混乱的,因此它们不会在薄膜上施加自己的结构。这使得它们是有机薄膜生长的重要测试理由。“
研究人员在一个小托盘中填满一层液态汞,并在其表面沉积了一定量的有机分子,称为烷基硫醇。“我们选择烷基硫醇是因为每个分子的一端都由一个硫原子端接,硫原子与金属表面紧密结合,”参与这项研究的巴伊兰物理学家Henning Kraack解释说。“人们已经对金表面上的硫醇分子进行了广泛的研究,但硫金键的确切性质仍然存在争议。我们的主要目标之一是确定类似的一对:硫和汞之间的键的性质。”
科学家们在布鲁克海文中使用了来自国家同步射箭的X射线,这是一个生产X射线,红外线和紫外线的设施,用于在许多领域进行研究。它们测量了X射线如何使用它们开发的独特仪器从不同角度散射从不同角度散射,使其向下倾斜X射线到液体汞表面上。科学家多次重复该程序,每次加入更多的烷基 - 硫醇以遵循膜的结构如何随着分子的密度增加而进化。
科学家发现,在汞表面上增加了作为烷基 - 硫醇密度的三种不同的散射图案,每个图案对应于不同程度的分子阶。在最低密度下,分子在汞的表面上铺平。在中间密度下,分子倾斜,使得硫末端与汞接触。最后,在最高密度下,分子直接站起来。
躺下相的X射线分析表明,烷基 - 硫醇分子是无序的,指向所有不同方向。然而,尽管潜在的汞的液体性质无序,但竖立和倾斜的相位非常有序,分子以晶体图案排列。另外,倾斜的相含有不寻常的结构特征:烷基 - 硫醇链部分和硫原子不同地排列,使得链形成一种图案,而硫原子形成另一个图案。
“X射线分析表明,来自两个相邻链的硫原子化学结合到一个溴化汞原子,”解释为oco。“在倾斜的阶段,硫磺粘合剂表现出结晶阶。这些债券也在竖立阶段形成,但令人惊讶的是,它们显得紊乱。“
“这些特定的结构和化学细节对于理解薄膜的电子特性是必要的,这对于确定如何在新技术中使用它们是必要的,”他说。
在接下来的研究中,Ocko和他的同事们计划研究夹在两个导电表面之间的分子层的结构,这种结构与分子电子学直接相关。这项工作是由美国能源部科学办公室的基础能源科学办公室和美国-以色列两国科学基金会资助的。欧洲杯线上买球
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