Substratabhängige Eigenschaften von Polydiacetylene-Nanodrähten auf Graphit und MoS2

Die Rastertunnelmikroskopie (STM) wurde verwendet, um Polydiacetylene (PDA) Nanodrähte und deren elektronische Kopplung mit der Oberfläche zu untersuchen. PDA-Nanodrähte zeigen faszinierende substratabhängige elektronische Effekte, wenn sie bei variierenden Spannungsbedingungen auf verschiedenen Substratelektrodenmaterialien untersucht werden, in diesem Fall hochordentlichem pyrolytischem Graphit (HOPG) und Molybdändisulfid (MoS(2)). Eine Analyse der Nanodraughöhen über ein breites Spektrum von Bias-Spannungen zeigt starke Kontaktwirkungen zwischen Polymer und Substrat, deren Stärke in der Asymmetrie der Höhen-Spannungs-Daten auf jedem Substrat reflektiert wird. Auf HOPG zeigt sich, dass die PDA-Nanodrähte an Höhe verlieren, wenn die Bias-Spannungsgröße verringert wird, und die Höhe bei negativen Spannungen erheblich größer ist als bei positiven Spannungen. Auf MoS(2) erscheinen PDA-Nanodrähte mit viel höherem Kontrast als auf HOPG, wenn sie unter denselben negativen Bias-Bedingungen abgebildet werden. Bei positiven Bias-Spannungen auf MoS(2) sind die Nanodrähte in allen STM-Bildern unsichtbar, dennoch können die unpolymerisierten Moleküle weiterhin abgebildet werden. Diese Effekte sind zwangsläufig elektronischer Natur. Überraschenderweise zeigen nur die Polymernanodrähte eine spannungsabhängige Änderung; die unpolymerisierten Moleküle werden bei allen Bias-Spannungen auf beiden Substraten abgebildet. Darüber hinaus beeinflusst das Substrat, wie die unpolymerisierten Moleküle angeordnet sind. In einigen Bereichen sind die Moleküle so angeordnet, dass ein Teil der Monolage durch einen leichten Versatzwinkel von der richtigen dreifachen Symmetrieachse abweicht. Auf HOPG beträgt dieser Versatz ungefähr 6 Grad, während er auf MoS(2) etwa 11 Grad beträgt. Wechselwirkungen mit dem Substrat spielen somit sowohl in der elektronischen Struktur als auch in der molekularen Ausrichtung eine Rolle.