长程表面辅助的分子-分子间杂化

金属化酞菁（Pc）是一类稳健且多功能的分子配合物，其性质可通过改变官能团和中心金属原子来调节。本文通过低温扫描隧道显微镜（STM）与谱学（STS）、非接触式原子力显微镜（ncAFM）以及密度泛函理论（DFT），研究了吸附于 Ag(100) 表面的镁酞菁（MgPc）——其在结构和电子上类似于叶绿素——的电子结构。单个孤立的 MgPc 呈现平坦的四重旋转对称形貌，具有双重简并、部分占据（由于表面到分子的电子转移）的最低未占分子轨道（LUMO）。相比之下，邻近分子靠近的 MgPc 发生 LUMO 简并解除，其近费米面局域态密度呈现降低的二重旋转对称性，表明存在长程吸引分子间相互作用。后者归因于表面介导的两步电子杂化过程。首先，LUMO 与 Ag(100) 传导电子相互作用，形成空间延展增强的杂化分子-表面轨道。随后，这些离域的分子-表面态进一步与邻近分子的相应态杂化。本工作凸显了分子吸附物的电子结构——包括轨道简并度和对称性——如何能通过表面介导的分子间杂化在较长距离（超过 3 nm）上被显著改变，这对基于分子的固态技术前景具有重要意义。