量子效應(yīng)調(diào)制薄膜表面反應(yīng)活性研究取得進(jìn)展

 近日，*物理研究所北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室表面物理實(shí)驗(yàn)室的馬旭村研究組與清華大學(xué)物理系薛其坤、賈金鋒、陳曦等專家合作，實(shí)現(xiàn)并證明了量子效應(yīng)誘導(dǎo)的磁性有機(jī)分子的選擇性自組裝生長(zhǎng)，該工作是利用量子效應(yīng)調(diào)制薄膜表面反應(yīng)活性研究的又一進(jìn)展。相關(guān)研究成果刊登在2008年6月25日出版的Journal of the American Chemical Society雜志上（JACS 130, 7790-7791（2008））。

    在分子電子學(xué)領(lǐng)域，許多有機(jī)分子器件的材料制備都是通過(guò)表面自組裝過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除了分子與分子間相互作用，襯底的電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是影響分子自組裝行為的另一主要因素。當(dāng)襯底的厚度減小到可以與其費(fèi)米波長(zhǎng)相比擬時(shí)，量子尺寸效應(yīng)會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，將會(huì)對(duì)分子自組裝過(guò)程產(chǎn)生重要的影響。有時(shí)這個(gè)作用甚至是決定性的。

    去年，馬旭村研究組與合作者發(fā)現(xiàn)氧氣吸附在厚度不同的Pb薄膜表面時(shí)，量子效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致薄膜表面化學(xué)反應(yīng)活性隨厚度變化發(fā)生振蕩現(xiàn)象[PNAS 104, 9204-9208（2007）]。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步開展了磁性有機(jī)分子CoPc的吸附行為研究，觀察到吸附過(guò)程對(duì)Pb薄膜的厚度存在著強(qiáng)烈的選擇性。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，他們*排除了擴(kuò)散等動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)吸附行為的影響，證明這*是量子尺寸效應(yīng)的結(jié)果。

    該研究對(duì)于設(shè)計(jì)磁性分子的表面吸附結(jié)構(gòu)、理解磁性分子與襯底的耦合作用，以及利用量子尺寸效應(yīng)調(diào)控分子自組裝薄膜的磁性具有重要意義。此項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、*“973”項(xiàng)目和中科院知識(shí)創(chuàng)新工程的資助。