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

 近日，*物理研究所北京凝聚態(tài)物理國家實驗室表面物理實驗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，實現(xiàn)并證明了量子效應(yīng)誘導(dǎo)的磁性有機分子的選擇性自組裝生長，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，許多有機分子器件的材料制備都是通過表面自組裝過程來實現(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米波長相比擬時，量子尺寸效應(yīng)會顯現(xiàn)出來，將會對分子自組裝過程產(chǎn)生重要的影響。有時這個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，量子效應(yīng)會導(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，他們進一步開展了磁性有機分子CoPc的吸附行為研究，觀察到吸附過程對Pb薄膜的厚度存在著強烈的選擇性。根據(jù)這個現(xiàn)象，他們*排除了擴散等動力學(xué)過程對吸附行為的影響，證明這*是量子尺寸效應(yīng)的結(jié)果。

    該研究對于設(shè)計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。此項工作得到了國家自然科學(xué)基金委、*“973”項目和中科院知識創(chuàng)新工程的資助。