氦金(111)面上尼龙酮碎片的一维链

我们研究了尼龙酮 (NiCp$_2$) 分子在单晶 Au(111) 基片上的温度依赖沉积行为，揭示了不同的吸附行为和结构形成。在低温 (4.2 K) 时，单个 NiCp$_2$ 分子吸附于羽毛纹肋脊和步边，随分子覆盖度增加形成有序图案。然而，在 77 K 时，分子会解离，产生两种主要碎片：被cyclopentadienyl (Cp) 环覆盖的 Ni 原子 capped 的 NiCp 碎片，这些碎片优先吸附于 FCC 空位；以及表现出强基片相互作用的 Cp 自由基碎片。NiCp 碎片自组装成沿 $\langle 1 1 \bar{2} \rangle$ 方向的一维 (1-D) 链，显示出更高的 STM 图像突出度。由于 Cp 氢原子的应变和刚性阻挡，链中会形成手性图案，这些图案由我们的 DFT 模拟得以良好复现。相比之下，Cp 碎片由于短程斥力保持距离，具有较低的扩散势垒。有趣的是，碎片无磁性，经 STM 测量和 DFT 计算均证实，与完整 Nc 分子显示的磁信号相反。除了线性链，Ni-Cp 碎片的二聚体也沿 $\langle 1 \bar{1} 0\rangle$ 方向形成，需氦金表面原子才能实现。这一结果表明，通过表面合成可以在基于 metallocenes 的平台上构建复杂的纳米结构，为通过选择保留碎片磁矩的基片，实现低维磁性系统的可能性指明了方向。