固體表面分子吸附組裝／自組裝是化學(xué)、物理、材料、納米和生物等科學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題，也是創(chuàng)造新物質(zhì)的重要手段和技術(shù)方法之一。萬(wàn)立駿主編的《固體表面分子組裝》介紹固體表面分子吸附組裝的基礎(chǔ)知識(shí)、研究方法，以及利用掃描隧道顯微技術(shù)研究組裝結(jié)構(gòu)和過(guò)程的實(shí)例，強(qiáng)調(diào)組裝體系的結(jié)構(gòu)形成和變化、組裝體系的功能等，并探討相關(guān)組裝體系的組裝規(guī)律。
《固體表面分子組裝》可供高等院校物理、化學(xué)、納米科技等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生，以及從事該領(lǐng)域研究的科研人員參考，也適合對(duì)STM技術(shù)、表面分子成像和圖案化感興趣的非專業(yè)讀者閱讀。
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萬(wàn)立駿主編的《固體表面分子組裝》在介紹固體表面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和STM技術(shù)等表面分子組裝基礎(chǔ)知識(shí)之后，順序介紹了簡(jiǎn)單烷烴／烷烴衍生物分子的組裝結(jié)構(gòu)、復(fù)雜配合物分子的組裝、主客體組裝以及功能化組裝等，隨后介紹結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化研究、手性結(jié)構(gòu)研究、電化學(xué)環(huán)境下的組裝和相變化，最后是可能的表面功能化，內(nèi)容安排盡量承上啟下、先易后難目邏輯相關(guān)。
萬(wàn)立駿，1957年7月生，1982年在大連理工大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，1996年在日本東北大學(xué)獲博士學(xué)位；現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員、博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院院士，發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士；任中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所所長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，北京分子科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）主任。
長(zhǎng)期從事電化學(xué)掃描隧道顯微學(xué)、電化學(xué)和表面科學(xué)的交叉科學(xué)研究，將實(shí)驗(yàn)、儀器改造和理論研究相結(jié)合，利用電化學(xué)掃描隧道顯微術(shù)開展了表面電化學(xué)反應(yīng)、表面分子組裝和調(diào)控等研究，探索了電化學(xué)和納米交叉研究新方向。在Acc.Chem.Res.，PNAS，JACS等學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文300余篇；獲2009年發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院化學(xué)獎(jiǎng)、2007年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2005年北京市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)；應(yīng)邀擔(dān)任Acc.Chem.Res.，JACS，Adv.Mater.，PCCP和《中國(guó)科學(xué)》等學(xué)術(shù)期刊的編委或顧問(wèn)編委：被選為英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)“Fellow“、中國(guó)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、SPM及納米科技系列國(guó)際會(huì)議組委會(huì)委員等。
目錄
《納米科學(xué)與技術(shù)》叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 固體表面分子吸附 3
1.1.1 固體表面 3
1.1.2 物理吸附和化學(xué)吸附 6
1.2 分子組裝 7
1.3 表面分子組裝結(jié)構(gòu)的形成 10
1.3.1 組裝形成的典型作用力 10
1.3.2 影響表面分子組裝結(jié)構(gòu)的主要因素 13
參考文獻(xiàn) 15
第2章 分析表征組裝結(jié)構(gòu)的常用技術(shù) 20
2.1 STM與電化學(xué)STM 20
2.1.1 STM 20
2.1.2 電化學(xué)STM 24
2.1.3 掃描隧道譜 27
2.2 AFM 29
2.3 電化學(xué)技術(shù) 33
2.3.1 循環(huán)伏安法及循環(huán)伏安曲線 33
2.3.2 循環(huán)伏安曲線的分析 35
2.4 譜學(xué)技術(shù) 38
2.4.1 紫外-可見光譜 38
2.4.2 橢圓偏振光法 38
2.4.3 拉曼光譜法 39
2.4.4 紅外光譜法 39
2.5 其他典型顯微學(xué)成像方法 41
2.5.1 掃描電子顯微技術(shù) 41
2.5.2 透射電子顯微技術(shù) 42
2.6 低能電子衍射法 43
2.7 X射線光電子能譜方法 43
參考文獻(xiàn) 44
第3章 烷烴及其衍生物分子的組裝 48
3.1 烷烴類分子在石墨表面的組裝 48
3.1.1 正構(gòu)烷烴在石墨表面的自組裝 48
3.1.2 烷烴自組裝層的穩(wěn)定性 52
3.1.3 烷烴衍生物在石墨表面的吸附組裝 54
3.2 烷烴類化合物分子在其他基底表面的組裝 66
3.2.1 烷烴分子在MoS2和MoSe2表面的組裝 66
3.2.2 烷烴分子在Au(lll)表面的組裝 67
3.2.3 烷基醇分子在Au(lll)表面的組裝 69
3.3 烷烴類化合物分子自組裝結(jié)構(gòu)的奇偶效應(yīng) 70
3.3.1 在HOPG表面組裝結(jié)構(gòu)的奇偶效應(yīng) 71
3.3.2 在金屬表面組裝結(jié)構(gòu)的奇偶效應(yīng) 77
參考文獻(xiàn) 79
第4章 金屬配合物分子的組裝與調(diào)控 84
4.1 分子尺寸對(duì)組裝結(jié)構(gòu)的影響 85
4.2 分子形狀和構(gòu)型對(duì)組裝膜結(jié)構(gòu)的影響 88
4.3 基底材料對(duì)組裝膜結(jié)構(gòu)的影響 92
4.4 配體及其配合物分子表面組裝膜結(jié)構(gòu)比較 94
4.4.1 配體分子BPMB及其螺旋形配合物的組裝 94
4.4.2 配體分子BPMmB及其三角形配合物的組裝 97
4.5 基于分子模板控制的金屬配合物在石墨表面的單分散 99
4.6 酞菁分子配合物的組裝 101
4.6.1 雙層歌酞菁鐠配合物結(jié)構(gòu) 102
4.6.2 雙層歌酞菁鐠分子的組裝結(jié)構(gòu) 103
4.6.3 雙層歌酞菁鐠配合物分子與八辛基酞菁共存的組裝結(jié)構(gòu) 104
4.6.4 雙層歌酞菁鐠配合物、八辛基酞菁及寡聚苯乙炔三元共存的組裝結(jié)構(gòu) 106
參考文獻(xiàn) 110
第5章 分子模板與主客體組裝 117
5.1 分子模板的構(gòu)筑 118
5.1.1 氫鍵網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 118
5.1.2 范德華力網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 126
5.1.3 配位鍵網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 128
5.1.4 共價(jià)鍵網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 132
5.1.5 大環(huán)化合物網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 134
5.2 客體分子的填充與主客體結(jié)構(gòu)的形成 136
5.2.1 尺寸匹配性 136
5.2.2 位點(diǎn)匹配 138
5.3 分子模板和主客體結(jié)構(gòu)的調(diào)控 142
5.3.1 基底 142
5.3.2 客體分子的影響 144
5.3.3 組分比例 146
5.3.4 覆蓋度(濃度) 146
5.3.5 溶劑 148
5.3.6 外界因素 150
5.4 主客體組裝結(jié)構(gòu)的功能化 153
參考文獻(xiàn) 157
第6章 功能體系的組裝 166
6.1 模擬光電器件的組裝體系 166
6.1.1 BT，m-BT，TPBI分子的自組裝結(jié)構(gòu) 168
6.1.2 退火作用下的TPBI/BT復(fù)合層結(jié)構(gòu)與發(fā)光強(qiáng)度 170
6.1.3 自組裝層的電子特性 172
6.2 石墨烯分子的組裝 175
6.2.1 構(gòu)象誘導(dǎo)的正反交替組裝結(jié)構(gòu) 177
6.2.2 烷基取代對(duì)組裝的影響及機(jī)理研究 180
6.2.3 單分子電學(xué)性質(zhì)研究 184
6.3 三元分子的圖案化組裝 186
6.3.1 長(zhǎng)方形雜化結(jié)構(gòu)與單組分DTT結(jié)構(gòu)并存 188
6.3.2 長(zhǎng)方形-菱形雜化結(jié)構(gòu) 190
6.3.3 菱形雜化結(jié)構(gòu)與正方形雜化結(jié)構(gòu) 192
6.3.4 長(zhǎng)菱形雜化結(jié)構(gòu)和PBP單組分組裝結(jié)構(gòu)并存 194
參考文獻(xiàn) 197
第7章 組裝結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化 201
7.1 熱誘導(dǎo)產(chǎn)生的寡聚噻吩組裝結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化 202
7.1.1 4T-3-8T在石墨表面的組裝 203
7.1.2 4T-3-8T在石墨表面組裝結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變 206
7.1.3 4T-3-8T在Au(lll)表面的組裝結(jié)構(gòu) 207
7.2 溫度對(duì)表面組裝結(jié)構(gòu)的手性特征的影響 208
7.3 手性結(jié)構(gòu)多樣性 213
7.3.1 OPV3-CHO的手性結(jié)構(gòu)多樣性 213
7.3.2 溫度對(duì)OPV3-CHO的組裝手性結(jié)構(gòu)的影響 218
7.3.3 OPV3-CHO與C18H37Br共吸附調(diào)控手性結(jié)構(gòu) 219
7.4 光誘導(dǎo)組裝 222
7.4.1 電化學(xué)循環(huán)伏安曲線 223
7.4.2 AOCA在Au(lll)表面吸附結(jié)構(gòu)的STM 研究 224
7.4.3 AOCA在Au(lll)表面光照后的吸附結(jié)構(gòu) 226
7.4.4 AOCA在Au(lll)表面吸附結(jié)構(gòu)的紅外光譜研究 228
參考文獻(xiàn) 229
第8章 表面組裝結(jié)構(gòu)的手性 235
8.1 表面手性現(xiàn)象的產(chǎn)生和表現(xiàn)形式 236
8.2 分子絕對(duì)于性的研究 238
8.2.1 中心手性分子 238
8.2.2 軸手性分子 239
8.2.3 前手性分子 241
8.3 表面手性結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑 241
8.3.1 固有手性分子的表面組裝 241
8.3.2 外消旋體在表面上的自拆分 243
8.3.3 非手性分子構(gòu)筑的表面手性結(jié)構(gòu) 244
8.4 表面手性結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化和調(diào)控 248
8.4.1 分子結(jié)構(gòu)對(duì)表面手性結(jié)構(gòu)的影響 248
8.4.2 溶劑對(duì)表面手性結(jié)構(gòu)的影響 250
8.4.3 溫度對(duì)表面手性結(jié)構(gòu)的影響 250
8.4.4 分子共吸附對(duì)表面于性結(jié)構(gòu)的調(diào)控 251
8.5 結(jié)論和展望 253
參考文獻(xiàn) 254
第9章 電化學(xué)環(huán)境下的分子吸附組裝 257
9.1 富勒烯類分子在Au(lll)表面的吸附組裝 257
9.1.1 富勒烯衍生物分子吸附層的循環(huán)伏安曲線 258
9.1.2 Re(C60Me5)(CO)3在Au(lll)表面的吸附結(jié)構(gòu) 259
9.1.3 Ru(C60Ph5)Cp分子在Au(lll)表面的吸附結(jié)構(gòu) 260
9.1.4 C60(C6H4C6H4-COOH)5Me分子在Au(lll)表面的吸附結(jié)構(gòu) 261
9.1.5 C60(C6H4-C*C-SiMe2C12H25)5Me分子在Au(lll)表面的吸附結(jié)構(gòu) 263
9.2 有機(jī)配體及其配合物分子在Au(lll)表面的組裝 264
9.2.1 有機(jī)配體及其Cu2+絡(luò)合物在Au(lll)表面的循環(huán)伏安研究 265
9.2.2 有機(jī)配體分子在Au(lll)表面組裝的ECSTM研究 266
9.2.3 配合物分子在Au(lll)表面組裝的配STM研究 268
9.3 杯芳烴分子在Au(lll)表面的組裝及分子識(shí)別 270
9.3.1 杯芳是分子在Au(lll)表面的組裝 271
9.3.2 Au(lll)表面杯芳怪分子與Zn2+的相互作用 276
9.3.3 杯芳烴分子與菌的共吸附組裝 278
9.4 聯(lián)吡啶類分子在Cu單晶表面的吸附組裝及位向調(diào)控 280
9.4.1 BiPy分子在Cu(lll)表面的吸附組裝及位向調(diào)控 280
9.4.2 BiPy分子在Cu(100)表面的吸附組裝 287
參考文獻(xiàn) 290
第10章 表面功能化 296
10.1 硝基苯類分子在Au(lll)表面的組裝圖案化 297
10.1.1 TNT在Au(lll)表面的組裝及電化學(xué)行為 298
10.1.2 硝基苯在Au(lll)表面的組裝及電化學(xué)行為 302
10.1.3 三硝基苯盼在Au(lll)表面的組裝及電化學(xué)行為 308
10.2 烷基硫醇分子組裝的動(dòng)力學(xué)及表面接觸角變化 310
10.2.1 十硫醇分子在Au(lll)表面的自組裝膜層 311
10.2.2 戊烷基硫醇分子層形成的動(dòng)力學(xué)規(guī)律 320
10.3 芳香族硝基化合物的高靈敏度電化學(xué)檢測(cè) 322
10.3.1 稠環(huán)芳烴分子在石墨表團(tuán)的組裝結(jié)構(gòu) 323
10.3.2 稠環(huán)芳烴分子溶液的濃度及浸泡時(shí)間對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響 323
10.3.3 蒽、菲分子自組裝膜修飾電極用于NACs的電化學(xué)檢測(cè) 325
10.3.4 芘、三苯、花分子自組裝膜修飾的玻碳電極用于NACS的電化學(xué)檢測(cè) 328
10.3.5 苯并花、蒄分子自組裝膜修飾玻碳電極用于NACs的電化學(xué)檢測(cè) 330
參考文獻(xiàn) 335
索引 339
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