C58 on Au(111): a scanning tunneling microscopy study.
C58 on Au(111): a scanning tunneling microscopy study.
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Au(111) 上的 C58：扫描隧道显微镜研究
DOI：
10.1063/1.4793761
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
M. Kappes
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
N. Bajales;S. Schmaus;T. Miyamashi;W. Wulfhekel;J. Wilhelm;M. Walz;M. Stendel;A. Bagrets;F. Evers;S. Ulas;B. Kern;Böttcher;M. Kappes
在超高真空条件下，通过低能（~6 eV）簇离子束沉积将 C58 富勒烯吸附到室温 Au(111) 表面。通过扫描隧道显微镜（STM，4.2 K）监测沉积物的形貌和电子特性。形貌图像显示，在低覆盖率下，富勒烯笼被人字形重建金阶上的点位错缺陷固定（以及阶梯边缘）。在中等覆盖度下，固定单体充当形成低聚 C58 链和 2D 岛的成核中心。在研究的最大覆盖范围内，表面被 3D 互连的 C58 笼覆盖。固定的单一吸附物的 STM 形貌图像基本上没有特征。相应的局部状态密度与强的笼子-基底相互作用一致。 [C58]n 低聚物的形貌图像显示出垂直于连接笼中心的轴的条纹状强度图案。这种条纹图案在局部状态密度图中变得更加明显。由密度泛函理论、DFT 计算以及先前获得的 C60 聚合物的类似 STM 图像支持 [M. Nakaya、Y. Kuwahara、M. Aono 和 T. Nakayama、J. Nanosci。纳米技术。 11, 2829 (2011)]，我们得出结论，这些条纹轨道图案是共价笼间键的指纹。对于厚 C58 薄膜，我们从扫描隧道光谱数据得出 1.2 eV 的带隙，证实最外层 C58 层表现为宽带半导体。
C58 fullerenes were adsorbed onto room temperature Au(111) surface by low-energy (∼6 eV) cluster ion beam deposition under ultrahigh vacuum conditions. The topographic and electronic properties of the deposits were monitored by means of scanning tunnelling microscopy (STM at 4.2 K). Topographic images reveal that at low coverages fullerene cages are pinned by point dislocation defects on the herringbone reconstructed gold terraces (as well as by step edges). At intermediate coverages, pinned monomers act as nucleation centres for the formation of oligomeric C58 chains and 2D islands. At the largest coverages studied, the surface becomes covered by 3D interlinked C58 cages. STM topographic images of pinned single adsorbates are essentially featureless. The corresponding local densities of states are consistent with strong cage-substrate interactions. Topographic images of [C58]n oligomers show a stripe-like intensity pattern oriented perpendicular to the axis connecting the cage centers. This striped pattern becomes even more pronounced in maps of the local density of states. As supported by density functional theory, DFT calculations, and also by analogous STM images previously obtained for C60 polymers [M. Nakaya, Y. Kuwahara, M. Aono, and T. Nakayama, J. Nanosci. Nanotechnol. 11, 2829 (2011)], we conclude that these striped orbital patterns are a fingerprint of covalent intercage bonds. For thick C58 films we have derived a bandgap of 1.2 eV from scanning tunnelling spectroscopy data confirming that the outermost C58 layer behaves as a wide band semiconductor.
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