Ir(111)表面石墨烯中缺陷的原子结构确认

识别和解析石墨烯中缺陷的精确原子结构是研究不同类型缺陷的物化特性, 实现石墨烯物性调控的前提, 可以为在原子尺度研究石墨烯缺陷的构效关系提供重要的实验依据. 本文结合扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)确认了在Ir(111)表面生长的石墨烯中自发形成的缺陷, 以及通过离子轰击方法在石墨烯中引入的多种缺陷结构, 包括单空位缺陷、 非六元环拓扑结构以及石墨烯层下的基底缺陷.     

纳米结构电学性质的静电力显微镜研究方法

纳米尺度的材料具有许多不同于宏观体材料的奇特的物理和化学特性.了解纳米结构的物性随材料尺寸及形状的变化关系,对于设计和合成具有特定功能的纳米材料有重要的指导意义.静电力显微镜技术为研究微纳米尺度下材料的电学特性提供了强有力的工具.文章介绍了这种测量技术的基本原理,并列举了几种在静电力显微镜基础上发展起来的纳米材料电学性...     

表/界面水的扫描探针技术研究进展

表面和界面水在自然界、人们的日常生活以及现代科技中无处不在.它在物理、化学、环境学、材料学、生物学、地质学等诸多基础学科和应用领域起到至关重要的作用.因此,表面和界面水的功能与特性的研究,是水基础科学的一项核心任务.然而,由于水分子之间氢键相互作用的复杂性,及其与水-固界面相互作用的竞争,使得表(界)面水对于局域环境的影响非常敏感,往往需要深入到分子层次研究其微观结构和动力学过程.近年来,新型扫描探针技术的发展使得人们可以在单分子甚至亚分子尺度上对表(界)面水展开细致的实空间研究.本文着重介绍几种代表性的扫描探针技术及其在表(界)面水体系中的应用,包括:超高真空扫描隧道显微术、单分子振动谱技术、电化学扫描隧道显微术和非接触式原子力显微术.此外,本文还将对表(界)面水扫描探针技术研究面临的挑战和未来发展方向进行了展望.     

隧道结电场辅助下叔丁胺分子在Cu(111)表面跳跃(英文)

采用扫描隧道显微镜(STM)于78 K研究了单个叔丁胺分子在Cu(111)表面的横向跃迁现象.研究发现叔丁胺分子的跳跃几率随隧道电流的增加而线性增加,这表明该过程是单电子激发过程;在不同极性的隧道结电场作用下,叔丁基胺分子跳跃行为发生的几率不同,这种现象可以用电场辅助的扩散过程解释.在不同极性电场作用下叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附能和扩散势垒不同,从而表现出不同的跳跃几率.     

原子分辨显微分析技术研究进展

非接触原子力显微技术(NC-AFM)近年来发展迅速. NC-AFM对单个分子的成像和谱学实现了原子分辨和单个化学键分辨. NC-AFM自身功能的拓展及其与不同探针技术的联用将为材料、物理、化学和生命科学有关的研究提供崭新的思路. 本文首先介绍NC-AFM和qPlus 传感器的基本原理, 然后讨论原子尺度的相互作用力和短程力的精确测量, 总结近年来NC-AFM在原子尺度的化学结构成像、化学识别、电子结构性质分析以及原子操纵技术中的研究进展, 并讨论了开尔文探针力显微技术(KPFM)在局域接触势差(LCPD)测量方面的应用. 最后展望了NC-AFM面临的挑战和发展机遇.     

长链烷烃分子吸附增强效应的STM图像理论研究

STM实验发现长链烷烃分子能够改善多种有机分子的吸附性能,本文利用CVFF力场对长链烷烃与石墨吸附体系进行了分子力学模拟,用半经验ZINDO/1,AM1方法对烷基取代酞菁和卟啉的STM形貌反差机制进行了研究。理论计算表明,长链烷烃分子与基底的吸附作用增强了分子的吸附稳定性,而烷烃分子间的二维结晶作用使取代酞菁和卟啉分子形成密排的二维有序结构。前线轨道电子密度和STM实验结果比较证明,分子核部分的电子性质和烷基部分的几何结构决定了取代酞菁和卟啉分子的STM形貌反差。     

纳米复合材料中界面动态特性的扫描静电显微技术研究

纳米复合材料中的微观界面结构和界面作用对材料的宏观介电性能, 如介电常数、介电损耗、击穿强度等有十分重要的影响. 本文发展了一种基于扫描静电显微探针技术的测量方法, 可以直接表征二氧化钛/环氧树脂纳米复合材料的微观界面结构及相应的动态介电响应行为. 实验中利用扫描探针的纳米尺度分辨能力, 探测到不同温度下环氧树脂纳米复合材料的局域动态介电响应变化过程, 从而获得纳米颗粒与高分子界面相互作用及极化相关的温度特性. 进一步通过对二氧化钛纳米颗粒进行表面修饰, 得到了两种不同特性的二氧化钛/环氧树脂界面, 验证了不同界面作用引起的复合材料界面区域与非界面区域高分子链介电损耗图像的反差.     

弹道电子发射显微术及其应用

弹道电子发射显微术能够对金属／半导体等界面体系进行直接，实时及无损的探测，并且具有纳米级空间分辨率，文章介绍了ＢＥＥＭ的基本原理，关键技术及其应用，并给出了有关实验结果。     

一氧化碳共吸附法确定叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位

采用扫描隧道显微镜(STM)和密度泛函理论(DFT)研究了78 K时单个叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位. 我们提出以共吸附的一氧化碳√3 ×√3 超结构为基底铜原子的标识方法, 确定了低覆盖度的叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位为顶位. 而采用单个一氧化碳分子标识基底铜原子的位置, 同样得出了叔丁胺分子的吸附位为顶位. 此外, 还采用DFT计算叔丁胺分子在Cu(111)表面的优势吸附构型. 理论计算结果表明顶位吸附构型为能量最稳定的构型, 与实验结果相吻合.     

新型纳米锰氧化物的制备及其染料吸附性能

选用Mn(CH3COO)2.4H2O为前体,以十八烯为溶剂,在表面活性剂油酸和油胺存在时,在高温条件下通过"一锅法"制得类四角星形状MnO纳米粒子,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对样品的尺寸、形貌及结构进行了表征.结果显示,通过调节表面活性剂的浓度可制得50~100 nm的纳米粒子,并且尺寸可控、粒径均一.该MnO纳米粒子经部分氧化后不仅保持类四角星的形状,且它对亚甲基蓝的吸附性能远优于商用的MnO2.