W niedawno opublikowanej pracy pt. „Self-organization of CoPc-F16CuPc mixture with non-equal composition on Ag(100): from sub-monolayer to monolayer coverage” (Surface Science,  Vol. 705, Artykuł 121764, marzec 2021) Sabik, Trembułowicz i Antczak prezentują rezultaty swoich badań nad własnościami metalo-ftalocyjanin.

Metalo-ftalocyjaniny (MPc, C₃₂MN₈H₁₆, gdzie M to atom metalu) to związki kompleksowe, pochodne porfiryn. Właściwości fizykochemiczne MPc, mogą być zmieniane poprzez tworzenie kompleksów z różnymi atomami metali, jak również modyfikację składu chemicznego ligandu. W badaniach powierzchniowych, MPc są osadzone m.in. na monokrystaliczne powierzchnie metali i półprzewodników, w celu modyfikacji właściwości podłoża. W takich badaniach oprócz składu chemicznego cząsteczki, kompozycja warstwy (osadzenie dwóch lub więcej MPc) jest parametrem umożliwiającym sterowanie właściwości kontaktów.

Badania zaprezentowane w pracy wykonano za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego (STM), w warunkach ultra-wysokiej próżni i temperaturze pokojowej. Jako podłoże wybrano jedną z powierzchni monokryształu srebra na którą osadzono 0,3 monowarstwy (ML, 30% pojedynczej warstwy) ftalocyjaniny kobaltu (CoPc, C₃₂CoN₈H₁₆), a następnie stopniowo dodawano fluorowaną ftalocyjninę miedzi (F₁₆CuPc, C₃₂CuN₈F₁₆) aż do uzyskania pełnej monowarstwy cząsteczek na powierzchni. Zbadano warstwy o następującej ilości F₁₆CuPc: 0,1 ML; 0,4 ML; 0,6 ML i 0,7 ML.

Obrazy STM ujawniły, że kompozycyjnie uporządkowane bimolekularne wyspy, zbudowane z obu MPc, pojawiają się na powierzchni wcześniej, tj. dla mniejszych stopni pokrycia, niż monomolekularne domeny. Dla pierwszej badanej kompozycji warstwy wielkość wysp jest rzędu kilkunastu nanometrów. Po dodaniu F₁₆CuPc zaobserwowano wzrost wysp do ok. kilkudziesięciu nanometrów. W obu przypadkach wyspy otoczone były cząsteczkami tworzącymi 2D gaz molekularny, gdzie ruchliwość MPc uniemożliwia ich bezpośrednie zarejestrowanie przez STM. Dopiero dla mieszaniny o składzie 0,3 ML CoPc + 0,6 ML F₁₆CuPc zarejestrowano monomolekularne domeny fluorowanych cząsteczek. Po ostatniej depozycji cząsteczek F₁₆CuPc stwierdzono wzrost monomolekularnych domen.

Wygląd badanych powierzchni można zobaczyć na ilustracji poniżej (kliknij na ilustrację, żeby zobaczyć powiększenie):

Dodała: Joanna Molenda-Żakowicz
Pełnomocnik Dziekana ds. promocji i kontaktów z mediami