掃描隧道顯微鏡誘導金屬表面有機分子多層膜發光研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文掃描隧道顯微鏡誘導金屬表面有機分子多層膜發光研究姓名：高洪營申請學位級別：博士專業：單分子科學指導教師：@20110509摘要現象，進而提出了等離子體激元輔助的分子上轉換熒光機制。在第三章中，我們主要介紹了STM研究金屬表面卟啉衍生物超薄膜的結構與組裝，并嘗試了化學修飾卟啉衍生物分子STM誘導發光研究。在實驗中，我們首先探索了卟啉分子通過溶液滴分子自組裝制備方式在原子級平整金屬表面生長卟啉分子超薄膜的可行性。

2、從而實現溶液法在金屬表面制備難以熱蒸發沉積生長的大卟啉衍生物分子Bz2OxPNaPh2OxPPyr2OxPPph2OxP超薄膜。通過STM圖像，我們觀察得到母體OxP卟啉內環N鍵上不同取代基的化學修飾對卟啉分子結構與金屬表面分子自組裝的影響。通常情況下，沒有任何取代基時，卟啉分子不僅非常穩定，適合熱蒸發，而且金屬表面組裝非常有序平整。但當內環N鍵上添加較小取代基苯甲基(又叫芐基，用Bz表示)時，分子熱穩定性差，不適合熱蒸發，只能溶液組裝

3、方式制備超薄膜。隨著取代基團進一步增大(萘甲基NaPh→芘甲基Pyr→卟啉環甲基Pph)其金屬表面有序組裝難度逐漸加大，且往往需要低溫退火才能觀察其表面小范圍有序結構。實驗發現，不同的取代基會修飾并改變金屬表面分子構型以及其自組裝結構。但從另一個角度，隨著取代基的增大，分子跟襯底間的萃滅效應減弱，有助于實現單個分子熒光，這將是實現單分子發光的一個重要途徑。由于該卟啉衍生物無法制備金屬表面多層膜脫耦合層，我們始終無法獲得卟啉類衍生物分子發

4、光。我們所獲得的針尖卟啉衍生物襯底隧道節發光更多的反映了隧道節中納米等離子體激元發光的特征，分子的引入是作為間隔層減弱了等離子體激元發光。在第四章中，我們探討了分子壽命對于隧道節內分子發光的影響，并在此基礎上展開了金屬表面長壽命(～μs)三重態分子(PtOEP，Eu(dpm)3和Ir(ppy)3)多層膜的掃描隧道顯微鏡誘導發光研究。實驗證實，有機發光二極管(OLED)中常見的三重態分子PtOEP可以在金屬表面熱蒸發沉積生長成平整有序的多

5、層超薄膜結構，但即使在光致金屬表面超薄膜磷光信號非常強的時候，仍然沒有觀察到隧道節電致PtOEP分子三重態發光。進一步我們還研究了稀土離子類三重態分子(Eu(dpm)3和Ir(ppy)3)的組裝與STML發光特征。由于Eu(dpm)3和Ir(ppy)3分子均為極性分子，分子間相互作用較強，所以其在金屬表面無法形成有序結構。但對于Eu(dpm)3分子，其在多層膜之后則逐漸展現部分分子有序結構，無疑體現了Eu(dpm)3分子的獨特性，即分子