Органические пористые структуры в двумерных сетях дефектов

Органические пористые структуры в двумерных сетях дефектов

Ученые NUS разработали метод самосборки гексагональных органических пористых структур на пленку диселенида молибдена (MoSe 2 ) для создания упорядоченных наноструктур.

На рисунках показано формирование пористой структуры DAP в сетях MoSe2 MTB. Прототип DAP поры, которая сформирована отчетливо, подражает особенностям модели «вагон-колесо» MoSe2. (а) Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) изображения однослойной пленки MoSe2. (б) изображение атомно-силового микроскопа пленки MoSe2, которая показывает типичный рисунок «колесо обоза». (c) STM-изображение прототипа поры DAP и (d) соответствующая атомная конфигурация. [Credit: Nature Communications]

Свойства двумерных (2D) дихакогенидов переходных металлов (TMD) часто сильно модифицируются дефектами, которые появляются в процессе их роста. Когда два зерна, которые являются зеркальными отражениями друг друга, сливаются в процессе роста, образуется граница зерна. Это создает дефект линии, известный как зеркальная двойниковая граница (MTB). Хотя MTB обычно неблагоприятны для переноса / переноса энергии и оптических применений, они часто являются каталитически активными и потенциально могут использоваться в качестве шаблонов для самосборки молекул в наноразмерном масштабе.

Исследовательская группа во главе с профессором Эндрю ВИ из Департамента физики NUS, в состав которой входят научные сотрудники д-р Х.Э. Сяои и д-р Хуан Юли, разработали метод самосборки молекул 2,3-диаминофеназина (DAP) на Пленка MoSe 2 выращенная с использованием молекулярно-лучевой эпитаксии. Пленка MoSe 2 содержит густую сеть дефектов MTB с псевдопериодическим рисунком «колесо телеги». В процессе самосборки молекулы DAP располагаются в пористой структуре с чередующимися конфигурациями линейного и треугольного типа, следуя гексагональной схеме «вагон-колесо» нижележащего слоя MoSe 2 . DAP является органическим соединением с многообещающими люминесцентными, электрохимическими и биохимическими применениями. Эти результаты демонстрируют, что зависящие от сайта электронные и химические свойства монослоев MoSe 2 могут использоваться в качестве естественного шаблона для целей нанотаринга.

Этот сайт-специфический молекулярный процесс самосборки приписывается более химически реактивным MTB по сравнению с нетронутыми полупроводящими доменами MoSe 2 . Расчеты первых принципов исследовательской группы показывают, что активные MTB связываются с аминогруппами в молекулах DAP, облегчая процесс сборки.

Объясняя значение этой работы, проф. Ви сказал, «Эти дефектные TMD и пористые структуры органических молекул могут найти потенциальное применение, такое как сайт-селективный катализ, молекулярные датчики или гибкие органические оптоэлектронные устройства. Эта работа предлагает новый путь к наноразмерным поверхностям двумерного TMD на атомном уровне и предоставляет платформу для изучения локальных химических свойств MoSe 2 . »

Ссылка

He, X; Чжан Л; Чуа, Р; Вонг, PKJ; Аррамель, А; Фэн, YP; Ван, SJ; Чи, Д; Ян, М *; Хуан, YL *, Ви, ATS *, «Избирательная самосборка молекул 2,3-диаминофеназина на MoSe 2 зеркально-двойниковых границах» ПРИРОДНЫЕ КОММУНИКАЦИИ Том: 10 Номер статьи: 2847 DOI: 10.1038 / s41467- 019-10801-0 Опубликовано: 2019.

Источник: http://nus.edu.sg/

Source link