ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
На теперешний момент имеются данные по изучению адсорбции галогенов Cl, Br, I на металлах, в то время время, как структурные превращения поверхности, вызванные адсорбцией самого активного галогена F, до сих пор не изучены. Отсутствие экспериментальных исследований фторирования поверхности металлов отчасти вызвано трудностями работы с агрессивными фторидными соединениями и способностью дозировать низкую концентрацию атомов фтора на поверхности. Исследование стабильности молекул фторфуллеренов на различных поверхностях представляет интерес с точки зрения использования их в качестве возможного эффективного и безопасного источника фтора. Изучение поведения фторфуллеренов на поверхности металлов может создать условия для детального изучения процесса фторирования. Интересная ситуация складывается с исследованием фторидов меди. Фторид меди (I), в отличие от других галогенидов меди, признан нестабильным. Кроме того, считается невозможным получить его в изолированном состоянии. О синтезе CuF сообщалось несколько раз, но он так и не был воспроизведен. На текущий момент обсуждение кристаллической структуры фторида Cu (I) все еще продолжается, и требуется проведение дополнительных исследований в этом направлении. Настоящий проект направлен на изучение контролируемого фторирования поверхности металлов за счет адсорбции органических молекул фторфуллеренов. Применение методов сканирующей туннельной микроскопии/спектроскопии, дифракции медленных электронов, фотоэлектронной спектроскопии позволит наблюдать контролируемый распад молекул фторфуллерена с идентификацией продуктов разложения и формированием новых поверхностных фаз. Ab initio расчеты, основанные на теории функционала плотности, будут использованы для создания адекватных структурных моделей, удовлетворяющих экспериментальным данным. Кроме того, фторирование является надежно опробованной методикой для варьирования электронных и оптических свойств органических молекул путем стабилизации энергетического местоположения граничных орбиталей. Полученные молекулы имеют более высокую степень сродства к электрону по сравнению со своими оригинальными не фторированными формами в связи с влиянием, оказываемым атомами фтора. В электронных приборах, созданных на базе органических молекул, увеличение энергии сродства к электрону приводит к уменьшению величины барьера при инжекции электронов на границе раздела молекулярной пленки и металлического электрода, приводя к полупроводниковому поведению n-типа. Для дальнейшего прогресса в области молекулярной электроники требуется глубокое понимание структурных и электронных свойств тонких пленок фторуглеродных молекул, адсорбированных на поверхности металлов. Несомненный интерес также вызывает изучение вопроса стабильности молекул фторфуллерена, адсорбированного на различных поверхностях, в зависимости от количества присоединенных к остову C60 атомов фтора. Здесь важен баланс взаимодействий между атомом фтора с поверхностью и атомом фтора с углеродным остовом молекулы фторфуллерена. Анализ описанных явлений позволит детально изучить природу, динамику и закономерность нестационарных процессов в молекулярных кластерных структурах на основе молекул фторфуллеренов. В связи с вышеизложенным, задачи, поставленные в проекте, представляют интерес как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения.
At the present moment, there are data on the study of the halogens Cl, Br, I adsorption on metals, while the structural transformations of the surface caused by the adsorption of the most active halogen F have not yet been studied. The lack of experimental studies of the metal surfaces fluorination is partly due to the difficulties of working with aggressive fluoride compounds and the ability to dose low concentrations of fluorine atoms on the surface. The study of the fluorofullerene molecules stability on various surfaces is of interest from the point of view of their use as a possible effective and safe source of fluorine. Studying the behavior of fluorofullerenes on the surface of metals can create conditions for a detailed study of the fluorination process. An interesting situation is developing with the study of copper fluorides. Copper (I) fluoride, unlike other copper halides, is recognized as unstable. Moreover, it is considered impossible to obtain it in an isolated state. The synthesis of CuF has been reported several times but has never been reproduced. At the moment, the discussion of the crystal structure of Cu (I) fluoride is still ongoing, and additional studies in this direction are required. This project is aimed at studying the controlled fluorination of metal surfaces due to the adsorption of organic molecules of fluorofullerenes. The use of scanning tunneling microscopy/spectroscopy, low energy electron diffraction, and photoelectron spectroscopy will make it possible to observe the controlled decomposition of fluorofullerene molecules with the identification of decomposition products and the formation of new surface phases. Ab initio calculations based on the density functional theory will be used to create adequate structural models that satisfy the experimental data. In addition, fluorination is a well-proven technique for varying the electronic and optical properties of organic molecules by stabilizing the energy location of the boundary orbitals. The resulting molecules have a higher degree of electron affinity compared to their original non-fluorinated forms due to the influence exerted by fluorine atoms. In electronic devices based on organic molecules, an increase in the electron affinity energy leads to a decrease in the barrier value upon injection of electrons at the interface between the molecular film and the metal electrode, leading to n-type semiconductor behavior. Further progress in molecular electronics requires a deep understanding of the structural and electronic properties of thin films of fluorocarbon molecules adsorbed on metal surfaces. Of undoubted interest is also the study of the question of the stability of fluorofullerene molecules adsorbed on various surfaces, depending on the number of fluorine atoms attached to the C60 cage. Here, the balance of interactions between the fluorine atom with the surface and the fluorine atom with the carbon cage of the fluorofullerene molecule is important. An analysis of the described phenomena will make it possible to study in detail the nature, dynamics, and regularity of nonstationary processes in molecular cluster structures based on fluorofullerene molecules. In connection with the above, the tasks set in the project are of interest from both fundamental and applied points of view.
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Контролируемое фторирование поверхности металлов с использованием органических молекул фторфуллеренов |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2023 г.-15 декабря 2023 г. | Контролируемое фторирование поверхности металлов с использованием органических молекул фторфуллеренов |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".