余涛; 付诗润; 鲁鸿平; 王俊忠

doi:10.7498/aps.74.20250076

摘要

本文利用低温扫描隧道显微镜(STM)研究了苉分子在Cd(0001)量子阱薄膜上的自组装和薄膜生长. 在亚单层的覆盖度, 苉分子会铺满整个衬底表面并形成无序的二维分子气, 表明苉分子之间存在静电排斥力. 随着覆盖度的增加, 第1层分子会发生无序-有序相变, 形成由平躺分子组成的分子带平行阵列. 高分辨的STM图表明, 分子带的基本结构单元是携带相反电偶极矩的苉二聚体. 更重要的是, 在特定的偏压下第1层分子带会出现电子透射现象: 可以透过分子层看到下面的Cd衬底原子. 当覆盖度超过1.0 分子单层, 第2层苉分子也会形成分子带阵列, 其基本单元是一个平躺分子和一个侧立分子组成的二聚体, 类似于苉晶体中的(110)面. 有趣的是, 第2层苉分子带也出现了电子透射现象. 以上结果表明, Cd(0001)薄膜中的量子阱态上的电子具有超强的穿透能力, 其竖直隧穿长度达到了两个苉分子层的距离.

关键词:

Abstract

The thin films of picene on the Cd(0001) surface are investigated by scanning tunneling microscopy (STM) in this work. Compared with conventional noble metal substrates such as Au, Ag, and Cu, Cd(0001) has low electronegativity and small work function , which can effectively weaken the molecule-substrate interactions, thereby promoting the intermolecular van der Waals attraction. The experiments are conducted by ultrahigh vacuum low-temperature STM combined with a molecular beam epitaxy system. The crystalline Cd(0001) films are grown on a surface of Si(111)-7×7 by depositing 15-20 monolayers of Cd atoms, followed by being annealed. The picene molecules are deposited on the Cd(0001) surface at 100–120 K, where monolayer (ML) is defined as the critical coverage before second-layer nucleation. All STM measurements are acquired in constant-current mode.It is observed that, in the submonolayer regime, the picene molecules occupy the entire substrate surface and form disordered two-dimensional molecular gas, indicating the existence of electrostatic repulsive interaction among picene molecules. With the coverage increasing, the first layer of molecules undergoes the disorder-order transition, forming the parallel array of molecular stripes of flat-lying molecules. The high-resolution STM images show that the building block of molecular stripes is a picene dimer with the opposite dipole moments. More importantly, under a specific bias voltage, the first layer of molecular stripes exhibits electronic transmission: not only can the underlying Cd substrate atoms be observed, but also the standing waves of scattered electrons can be observed near the defects. When the coverage exceeds 1.0 ML, the second picene layer also forms the stripe array composed of picene dimers of a flat-lying and a side-on molecules, similar to the (110) plane in picene crystals. The above results show that the electrons from the quantum-well states of Cd (0001) thin film have very strong penetration ability, and their vertical tunneling length reaches to the distance of two molecular layers.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者: 王俊忠, jzwangcn@swu.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11874304, 11574253)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author: WANG Junzhong, jzwangcn@swu.edu.cn

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11874304, 11574253).

文章全文

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

map

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

[1]	李小雨, 彭兰沁, 赵涵, 幸运, 邓炎滔, 于迎辉. Ag₂Sb合金单层上多层酞菁氧钒分子的组装. 必威体育下载 , 2024, 73(11): 110702. doi: 10.7498/aps.73.20232004
[2]	唐海涛, 米壮, 王文宇, 唐向前, 叶霞, 单欣岩, 陆兴华. 用于扫描隧道显微镜的低噪声前置电流放大器. 必威体育下载 , 2024, 73(13): 130702. doi: 10.7498/aps.73.20240560
[3]	张玉峰, 卢尧臣, 白萌萌, 李佐, 石明霞, 杨达晓, 杨孝天, 陶敏龙, 孙凯, 王俊忠. 生长在Cd(0001)和Bi(111)上的二氰基蒽分子薄膜的对比. 必威体育下载 , 2023, 72(6): 066801. doi: 10.7498/aps.72.20222197
[4]	姚杰, 赵爱迪. 表面单分子量子态的探测和调控研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(6): 060701. doi: 10.7498/aps.71.20212324
[5]	高小苹, 梁景睿, 刘堂昆, 李宏, 刘继兵. 巨梯型四能级里德伯原子系统透射光谱性质的调控. 必威体育下载 , 2021, 70(11): 113201. doi: 10.7498/aps.70.20202077
[6]	金钊, 李芮, 公卫江, 祁阳, 张寿, 苏石磊. 基于共振里德伯偶极-偶极相互作用的双反阻塞机制及量子逻辑门的实现. 必威体育下载 , 2021, 70(13): 134202. doi: 10.7498/aps.70.20210059
[7]	张志模, 张文号, 付英双. 二维拓扑绝缘体的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2019, 68(22): 226801. doi: 10.7498/aps.68.20191631
[8]	顾强强, 万思源, 杨欢, 闻海虎. 铁基超导体的扫描隧道显微镜研究进展. 必威体育下载 , 2018, 67(20): 207401. doi: 10.7498/aps.67.20181818
[9]	徐丹, 殷俊, 孙昊桦, 王观勇, 钱冬, 管丹丹, 李耀义, 郭万林, 刘灿华, 贾金锋. 铜箔上生长的六角氮化硼薄膜的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2016, 65(11): 116801. doi: 10.7498/aps.65.116801
[10]	庞宗强, 张悦, 戎舟, 江兵, 刘瑞兰, 唐超. 利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解. 必威体育下载 , 2016, 65(22): 226801. doi: 10.7498/aps.65.226801
[11]	张晓斐, 张培, 陈光平, 董彪, 谭仁兵, 张首刚. 共心双环外势中两分量偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构研究. 必威体育下载 , 2015, 64(6): 060302. doi: 10.7498/aps.64.060302
[12]	黄仁忠, 刘柳, 杨文静. 扫描隧道显微镜针尖调制的薄膜表面的原子扩散. 必威体育下载 , 2011, 60(11): 116803. doi: 10.7498/aps.60.116803
[13]	杨景景, 杜文汉. Sr/Si(100)表面TiSi2纳米岛的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2011, 60(3): 037301. doi: 10.7498/aps.60.037301
[14]	李菊萍, 谭磊, 臧小飞, 杨科. 偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在外场中的自旋混合动力学. 必威体育下载 , 2008, 57(12): 7467-7476. doi: 10.7498/aps.57.7467
[15]	黄劲松, 陈海峰, 谢征微. 光晶格中双组分偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的调制不稳定性. 必威体育下载 , 2008, 57(6): 3435-3439. doi: 10.7498/aps.57.3435
[16]	王祺, 赵华波, 张朝晖. 高定向热解石墨表面局域导电增强现象的扫描探针显微学研究. 必威体育下载 , 2008, 57(5): 3059-3063. doi: 10.7498/aps.57.3059
[17]	葛四平, 朱星, 杨威生. 用扫描隧道显微镜操纵Cu亚表面自间隙原子. 必威体育下载 , 2005, 54(2): 824-831. doi: 10.7498/aps.54.824
[18]	陈永军, 赵汝光, 杨威生. 长链烷烃和醇在石墨表面吸附的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2005, 54(1): 284-290. doi: 10.7498/aps.54.284
[19]	汪雷, 唐景昌, 王学森. Si3N4/Si表面Si生长过程的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2001, 50(3): 517-522. doi: 10.7498/aps.50.517
[20]	王浩, 赵学应, 杨威生. 天冬氨酸在Cu(001)表面吸附的扫描隧道显微镜研究. 必威体育下载 , 2000, 49(7): 1316-1320. doi: 10.7498/aps.49.1316

计量

文章访问数: 622
PDF下载量: 24
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板

Thin film growth and electronic transmission of picene molecules on Cd(0001) surface

摘要

Abstract

作者及机构信息

通信作者: 王俊忠, jzwangcn@swu.edu.cn

Authors and contacts

Corresponding author: WANG Junzhong, jzwangcn@swu.edu.cn

文章全文

参考文献

施引文献

目录

计量

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们

搜索

留言板

Thin film growth and electronic transmission of picene molecules on Cd(0001) surface

摘要

Abstract

作者及机构信息

通信作者: 王俊忠, jzwangcn@swu.edu.cn

Authors and contacts

Corresponding author: WANG Junzhong, jzwangcn@swu.edu.cn

文章全文

参考文献

施引文献

目录

计量

出版历程

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们