谢尔宾斯基三角分形结构的STM研究

摘要

分形结构因其特殊的数学和美学意义受到科学家们长期以来的广泛关注.化学家更是试图利用共价键和配位键等来合成各类分子分形结构,但由于溶解性的限制,始终无法实现高级别、无缺陷的分子分形结构的构筑.最近采用超高真空表面制备方法,成功获得了基于卤键与配位键的谢尔宾斯基三角分形结构,并使用扫描隧道显微镜(STM)对其生长机制进行了研究.4,4(′″)-二溴-1,1′∶3′,1″4″,1(′″)-四联苯分子在Ag(111)表面通过自组装形成了一系列无缺陷卤键分形结构.由于卤键作用较弱,该结构只能稳定在液氮温度以下.在Au(111)表面共沉积4,4″-二氰基-1,1′∶3′,1″-三联苯分子与铁原子可以制备出更稳定的配位分形结构.密度泛函理论计算揭示了分形结构的成像机制.蒙特卡洛计算表明,表面三节点的形成对谢尔宾斯基三角分形结构的生长具有重要意义.