研究目的
研究C60与C70分子间的相互作用,以理解构建??榈男巫慈绾斡跋旆兜禄肿右熘式峁怪械淖宰樽凹敖缑嬗Ρ渥钚』?。
研究成果
C70的椭球形状使其能够通过取向外延与C60形成无应变异质结构,其中C70分子采取直立取向以实现与C60晶格匹配。这降低了界面能和熵,有助于多层范德华结构的制备。该现象可推广至其他非球形体系,在纳米材料制备中具有应用潜力。
研究不足
该研究仅限于HOPG基底;具有更强方向性键合的其他基底可能不允许取向变化。由于第二层过早形成,逐层生长具有挑战性。为实现纯外延生长,可能需要优化沉积通量和温度等实验条件。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用扫描隧道显微镜(STM)观察HOPG基底上C60/C70界面的结构。通过在室温下依次沉积C60和C70分子并进行退火处理,研究取向外延生长和应变释放机制。
2:样品选择与数据来源:
使用高定向热解石墨(HOPG)作为基底。C60和C70分子通过蒸发源沉积。采集STM图像以分析分子层和界面。
3:实验设备与材料清单:
HOPG基底(Goodfellow,纯度99.99%)、C60和C70分子(MER,纯度99.5%)、自制升华蒸发源、配备钨探针的Omicron超高真空变温STM。
4:99%)、C60和C70分子(MER,纯度5%)、自制升华蒸发源、配备钨探针的Omicron超高真空变温STM。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:在475K下于超高真空环境中退火清洁HOPG。按指定速率依次沉积C60和C70分子。在425K下退火使样品混合。采用恒流模式进行STM成像,隧穿电流为0.1nA,偏压范围为+2.00至+2.58V。
5:1nA,偏压范围为+00至+58V。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过STM图像测量高度、晶格参数和分子取向。利用X射线衍射数据与体相富勒烯结构进行对比验证。
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Highly oriented pyrolytic graphite
Goodfellow
Used as the substrate for molecular deposition and STM imaging.
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C60 molecules
MER
Spherical fullerene molecules deposited to form layers for studying heterostructures.
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C70 molecules
MER
Spheroidal fullerene molecules deposited to form layers and study orientational epitaxy.
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Effusion cell
Home-built
Used for subliming C60 and C70 molecules onto the HOPG substrate.
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Scanning tunnelling microscope
UHV variable temperature STM
Omicron
Used for imaging the molecular layers and interfaces in constant current mode.
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