Electronic structure of S-C6H5 self-assembled monolayers on Cu(111) and Au(111) substrates
采用第一性原理密度泛函理论计算了苯硫醇（S-C $_6$ H $_5$）在Cu（111）和Au（111）衬底上的自组装单分子层（SAM）的电子结构.我们发现了SAM分子态的显着横向分散，并讨论了其对分子线阵列输运性质的影响。计算了Cu（111）表面自组装膜的双光子光电子能谱和功函数，并与已有的实验数据进行了比较。我们的研究结果被用来讨论所观察到的光谱数据的分配和产量预测新的电子状态，由于单层尚未访问实验。
2004-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled Monolayer Piezoelectrics: Electric-Field Driven Conformational Changes
我们证明了施加的电场会引起寡肽单分子单层的压电畸变。我们在光滑的金表面上沉积了约1.5 nm高的自组装单分子膜。这些单分子膜表现出很强的压电响应，随外加偏压（1-3V）线性变化，使用压电响应力显微镜（PFM）测量。的响应是显着大于控制实验与刚性烷硫醇和相关的表面光谱和理论预测的构象变化，从应用电场。与现有的压电氧化物不同，我们的肽单层具有固有的柔性，易于制造，对齐和图案化而无需极化。
2017-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlling charge injection in organic field-effect transistors using self-assembled monolayers
我们研究了底部接触聚（3-hexylthiophene）（P3 HT）场效应晶体管中的金属/有机半导体界面的电荷注入，Au源极和漏极在活性聚合物沉积之前通过自组装单分子层（SAMs）修饰。通过使用SAM来设计有效的Au功函数，我们显着地影响电荷注入过程。我们系统地研究了接触电阻率和固有沟道迁移率，并表明，化学增加注入电极功函数显着提高空穴注入相对于未经处理的Au电极。
2006-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Current rectification via Photosystem I monolayers induced by their orientation on hydrophilic self-assembled monolayers on titanium nitride
本研究利用带亲水端基的有机膦酸盐自组装分子在超平氮化钛上固定取向特定的PSI单层膜，测得最高约200的电流整流比，验证了基于蛋白内部电偶极子的整流机制，该自下而上制备方法可为PSI的光电子等研究提供支撑。
2024-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
From Monomers to Self-Assembled Monolayers: The Evolution of Molecular Mobility with Structural Confinements
利用宽带介电谱（BDS）研究了三种分子排列方式（单体、低聚物和自组装单分子膜）中结构收缩对分子迁移率的影响。虽然无序的单体表现出各种合作和局部松弛过程，低聚物和高度有序的单层结构的约束纳米域表现出阻碍局部分子波动。特别是，在自组装膜中，硅烷头基的运动被完全阻止，而极性端基形成的单层冠层显示只有一个合作的松弛过程。后者的分子波动，第一次，观察到独立于其他重叠的介电信号。这些偶极端基之间的静电相互作用是负责强的协同性和冠层松弛过程的异质性。我们的数据分析还揭示了偶极端基的庞大性可以破坏单层冠层的组织，从而增加它们随着温度升高而波动的能力。
2014-12-18 cond-mat.mtrl-sci
A Density Functional Theory Investigation of Carboranethiol Self-Assembled Monolayer on Au(111)
用标准密度泛函理论和范德华密度泛函理论研究了碳硼烷乙撑（C $_2$ B $_{10}$ H $_{12}$ S）异构体在金（111）表面的单分子层吸附.研究了不同分子偶极矩取向对这些异构体的低能吸附层几何构型、结合特性和自组装单分子膜的电子性质的影响。具体而言，与不同分子相关的结合能和功函数的变化与它们的偶极矩相关。吸附有利于偶极矩平行于表面的异构体。在两种可能的晶胞结构中，发现（5 $\times$ 5）比（$\sqrt{19}\times\sqrt{19}$）R23.4 $^o$更稳定。
2016-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Design of Patchy Particles using Ternary Self-Assembled Monolayers
最近的模拟已经研究了在吸收到球形纳米颗粒表面上的不混溶表面活性剂的二元混合物中图案的形成。得到的图案（Janus，斑点和条纹）与实验结果吻合得很好。我们进行耗散粒子动力学（DPD）模拟，研究通过添加第三表面活性剂的单层作为一个指南，对增加这种方式合成的片状颗粒的丰富性和多样性所获得的图案。我们预测了各种新的模式，可以通过简单的设计元素，如纳米胶体的大小，表面活性剂的不可吸收性，单层的化学计量，表面活性剂之间的长度差异不同的组合产生。在所有情况下，通过构象熵最大化的自由能最小化决定平衡斑图形成。
2012-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Photochemical reaction on graphene surfaces controlled by substrate-surface modification with polar self-assembled monolayers
二维材料的独特薄度使得能够通过各种门控技术来控制其表面的化学现象。例如，已经实现了基于场效应晶体管配置的选通方法。在这里，我们报告了一种分子门控的方法，采用了本地电场所产生的极性自组装单分子层上形成的支持基板。通过使用适当的数据校正程序进行拉曼散射光谱分析，我们发现分子门控对于控制石墨烯与过氧化苯甲酰的固相光化学反应是有效的。分子门控提供了一种简单的方法来控制二维材料表面的化学反应，因为它既不需要制造晶体管结构，也不需要施加外部电压。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Work functions of self-assembled monolayers on metal surfaces
使用第一性原理计算，我们表明，贵金属的功函数可以减少或增加高达2 eV的吸附后，自组装单层的有机分子。我们确定了几个（氟化）硫醇分子吸附在Ag（111），Au（111）和Pt（111）表面上的这些变化的贡献。清洁的金属表面的功函数增加，在这个顺序，但吸附的单层完全颠倒的顺序。硫醇盐分子和金属表面之间的键产生界面偶极子，其大小是金属的函数，但它相对独立于分子。然后可以添加分子和键偶极子以确定总功函数。
2006-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin crossover self-assembled monolayer of a Co(II) terpyridine derivative functionalized with carboxylic acid groups
从钴（II）双（4-（4-羧基苯基）-2，2：6，2-三联吡啶）的高氯酸盐开始，通过化学吸附从活性自旋交叉（SCO）络合物溶液中直接自组装沉积单层膜。MALDI-TOF MS、拉曼光谱和X射线光电子能谱学（XPS）证实了通过羧酸基团接枝到Ag表面的SCO分子的完整单层的存在。三种不同的光谱技术（拉曼，XPS和X射线吸收光谱，XAS）证明了这种单层分子的热自旋跃迁。据我们所知，这是活性SCO组件与通过湿化学获得的表面直接接触的第一个例子。
2022-08-17 cond-mat.mtrl-sci
GaAs doped by self-assembled molecular monolayers
本研究借助(NH4)2Sx溶液实现GaAs的硫单层掺杂，测得掺杂浓度、激活率等参数并确定施主能级位置，最终成功在高掺杂p型GaAs衬底上制备出p-n结。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnel current in self-assembled monolayers of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane
3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）自组装膜的电流密度-电压（J-V）特性研究表明，MPTMS在p+掺杂Si的氧化层表面具有良好的隧穿介电性能.发现Si上MPTMS自组装膜的J-V特性是不对称的，整流方向依赖于施加的电压范围。在<2.45 V的电压下，发现反向偏置电流高于正向偏压电流;而在更高的电压下，这种趋势被逆转。这一结果与Simmons理论一致。如果该链在电极处化学吸附，则该短链的隧道势垒高度（在Au和Si界面处分别为2.56和2.14 eV）与较长链（>10个碳原子）的隧道势垒高度良好一致。这些结果扩展了以前所有关于这种分子隧道的实验，将其扩展到3个碳原子。这表明，这些分子单层，具有良好的隧道行为（高达2.5 eV）在一个大的偏置范围内，可以用作栅极电介质的限制下，基于Si的SOI。
2005-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of azobenzene-functionalized self-assembled monolayers: Intermolecular coupling and many-body interactions
在一个联合的理论和实验工作中，偶氮苯功能化的自组装单分子膜（SAMs）的光学性质进行了研究，在不同的分子堆积密度。我们的研究结果，密度泛函和多体微扰理论的基础上，以及差分反射（DR）光谱，揭示统治在这些系统中的光吸收的微观机制。虽然光学激发本质上是激子性质的，但无论分子浓度如何，在密集堆积的自组装膜中，分子间耦合和局部场效应是导致激子结合强度相当大的减弱的原因。通过对电子空穴对性质的详细分析，我们发现，在低分子浓度下，分子间相互作用使光致异构化过程中所涉及的不同激发态显着加宽。计算的DR光谱中的光谱位移与实验结果符合得很好。我们的发现代表了使这些复杂材料的激发态性质合理化的重要一步。
2016-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Polymer-Shell Coating of Mie-Resonant Silicon Nanospheres for Controlled Fabrication of Self-Assembled Monolayer
本文开发了在米氏共振硅纳米球表面包覆温敏性PNIPAM水凝胶壳层的工艺，利用壳层厚度调控纳米球间距，实现了无团簇自组装单层的可控制备。
2025-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct observation of patterned self-assembled monolayers and bilayers on silica-on-silicon surfaces
有机分子的自组装单分子膜（SAMs）广泛应用于表面化学和生物学，并用作超细光刻胶。由于它们的厚度很小，只有几个纳米，使用传统方法分析图案化的单层表面需要使用复杂的设备进行彻底的逐点扫描。在本文报道的工作中，使用明场光学显微镜简单而直接地观察图案化的单层。单层改变了硅基二氧化硅薄膜的光谱反射率图案，并在基底的裸露区域和单层涂覆区域之间引入了对比度。该方法还可以区分单层和双层涂层的区域。这些观测结果得到了计算和使用原子力显微镜、扫描拉曼光谱法和扫描反射光谱法的对照实验的支持。研究结果对电光器件、选择性晶片键合工艺和芯片实验室测试系统具有重要意义。我们在这里表明，导致形成双层自组装膜的化学反应对应于肉眼可见的光学对比度，使这种检测能够提供一个简单的，但有效的区分单层和吸附的分析物与化学和/或生物传感的可能应用。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic functionalization of the surface of organic semiconductors with self-assembled monolayers
分子自组装已被广泛用于金属和氧化物的表面改性，用于各种应用，包括分子和有机电子学。本研究的目标之一是了解这些表面的电子性质可以通过自组装单分子膜（SAM）进行修改。在这里，我们展示了一种新型的分子自组装：在有机半导体表面生长有机硅烷自组装膜，这导致有机材料的表面电导率急剧增加。对于具有大偶极矩的有机硅烷分子，SAM诱导的有机分子晶体的表面电导率接近每平方10^-5 S，这与超高载流子密度下有机场效应晶体管（OFFET）实现的最高电导率相当。SAM功能化的有机表面是完全可接近的环境，这使得它们非常有吸引力的传感应用。我们已经观察到，极性分子的蒸气与SAM功能化的有机半导体的相互作用导致电导率的快速和可逆的变化，与分析物蒸气的压力成比例。
2007-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Molecular stochastic process on gold surface observed in broadband-infrared, background-suppressed, sum frequency generation spectroscopy: picosecond heat transfer to self-assembled monolayers
利用泵浦-探测、宽带红外、背景抑制和振动和频产生光谱研究了十八烷基硫醇在金表面自组装单层膜的皮秒热响应。从末端甲基C-H伸缩振动的强度动力学，其特征在于响应于闪热的取向波动。强度下降（5.7 +/- 1.3 ps）的不对称模式表明，在多个轻物质相互作用的分子构象的随机过程。在二阶极化率的旋转项中加入扭转扩散，解释了实验表面温度增量比二面角激活能（~15 K）小两个数量级的原因。
2014-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Growth and organization of (3-Trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine within reactive amino-terminated self-assembled monolayer on silica
烷烃链是单层制造中最常用的分子。长链用于它们的强范德华相互作用，诱导良好的层组织。胺官能封端的烷基链是非常令人感兴趣的，并且被广泛用于进一步的表面官能化。由于它是强制性的，这样的层组织在表面提供胺部分，本研究涉及探索胺封端的SAM形成作为一种替代通常的氨丙基烷基硅烷SAM。此外，使用长的NH 2封端的烷基链允许形成氢键，这要归功于沿着链产生的两个NH部分。此外，这样的氢键使得可以缩短分子长度，同时保持良好组织的单层。为此目的，我们进行了一个完整的研究（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二亚乙基三胺（MATRIS）的天然氧化硅使用各种溶剂，相对湿度和温度值的接枝。接枝动力学进行了监测椭圆偏振和测角法，SAM的结构和组织使用AFM和ATR-FTIR光谱。氢键被证明在SAM的生长过程中，并在最终完成SAM。我们相信，这样的研究能够更好地控制高质量的C18 S SAM，以提高它们在进一步表面官能化应用中的效率。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Role of Self-Assembled Monolayers on Improved Electrical Stability of Amorphous In-Ga-Zn-O Thin-Film Transistors
自组装单分子层（SAM）已被用于改善非晶铟镓锌氧化物（IGZO）底栅薄膜晶体管（TFT）的正和负偏置应力稳定性。与没有SAM的IGZO背沟道表面相比，吸附在IGZO背沟道表面上的N-己基膦酸（HPA）和氟化己基膦酸（FPA）SAM显示出显著降低偏置应力开启电压偏移。发现FPA具有比HPA低的表面能和低的堆积密度，以及较低的偏置应力开启电压偏移。具有SAM的IGZO TFT的改进的稳定性可以主要归因于IGZO背通道表面上的污染物的分子吸附的减少和与结合到IGZO表面的膦酸一起存在的最小捕获状态。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Modifying Hydrophilic Properties of Polyurethane Acryl Paint Substrates by Atomic Layer Deposition and Self-Assembled Monolayers
采用原子层沉积结合自组装技术对聚氨酯涂料进行表面改性。首先，我们使用ALD工艺在低至40度的温度下在这些表面上产生薄而均匀的Al 2 O3涂层。然后，我们成功地实现了添加16膦酰基十六烷酸自组装膜的氧化铝涂层的油漆样品。Al 2 O3涂层使PUR表面的接触角从110度减小到10度，伴随着初始疏水性，然而初始疏水性是不稳定的。随着时间在Al 2 O3上添加自组装膜可使其接触角持续降低至60 - 70度，样品老化后进一步降低至25 - 40度。在Weather OMeter中对Al 2 O3 16 PHA涂层进行的测试表明，即使在恶劣的户外条件下，其耐久性也很好。这些实验结果表明，通过将ALD与SAM组合，可以产生具有随时间稳定的改性亲水或疏水性质的耐用涂层。使用具有不同端基的SAM可以允许微调涂层润湿性质
2020-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Energy dependent Chemical Interface Damping induced by 1-Decanethiol Self-Assembled Monolayer on Au(111)
本文通过宽带光谱椭偏测量解耦了Au(111)上癸硫醇自组装单层诱导的化学界面阻尼，区分了诱导粗糙度与直接电荷转移两种贡献，并结合密度泛函理论计算确认了电荷转移起始能量。
2025-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Conversion of self-assembled monolayers into nanocrystalline graphene: Structure and electric transport
石墨烯基材料已被建议用于从纳米电子学到纳米生物技术的应用。然而，石墨烯基技术的实现将需要大量具有可调物理和化学性质的独立二维（2D）碳材料。通过分子自组装的自下而上的方法具有满足这一需求的巨大潜力。在这里，我们报告的制造和表征的石墨烯由电子辐射诱导交联的芳香族自组装单分子层（SAMs）和随后的退火。在这个过程中，SAM被转化为具有良好定义的厚度和任意尺寸的纳米晶石墨烯片。电输运数据表明，这种转变伴随着绝缘体到金属的转变，其可用于控制所制造的石墨烯片的电性质，例如电导率、电子迁移率和双极电场效应。所建议的路线开辟了广阔的前景工程的自支撑的二维碳材料与可调性能的各种固体基板和多孔基板作为悬浮膜。
2011-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding effects of packing and chemical terminations on the optical excitations of azobenzene-functionalized self-assembled monolayers
在基于多体微扰理论的第一性原理研究中，我们分析了具有增加的堆积密度和不同终端的偶氮苯官能化自组装膜的光激发，考虑比较相应的气相分子和二聚体。分子间的耦合增加与密度的发色团独立的功能基团。引发光异构化的强烈的$π\rightarrowπ^*$共振存在于孤立的二聚体和稀释的自组装膜的光谱中，但在紧密堆积的结构中几乎完全被洗掉。通过混合不同官能化的偶氮苯衍生物，特别是当涉及大基团时，分子间偶联被部分抑制。以这种方式，诱导光异构化过程的激发带被部分地保留，并且致密堆积的影响被部分地抵消。我们的研究结果表明，一个定制的设计偶氮苯官能化的自组装膜，优化的生色团的堆积密度和它们的终止之间的相互作用，可以导致显着改善这些系统的光开关效率。
2017-09-04 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of electron-induced cross-linking of aromatic self-assembled monolayers on Au(111)
我们用密度泛函理论研究了吸附在Au（111）表面上的联苯硫醇分子（BPT）的自组装单分子层（SAM）脱氢后可能出现的层状几何结构，正如实验上观察到的吸附在Au（111）表面上的4 '-硝基-1，1'-联苯硫醇的低能电子辐照自组装单分子层。[Eck、W.例如，Advanced Materials 2000，12，805]已经使用具有不同复杂程度的不同模型分析了BPT分子之间的交联形成。我们首先分析线性二聚体中联苯（BP）分子之间的键合及其特征振动频率。接下来，我们考虑在完全脱氢的BP分子的扩展的独立单层中形成的最稳定的交联结构。最后，我们分析了一个更现实的模型，其中的Au（111）衬底和硫头基团的作用被明确考虑在内。在这个更复杂的模型中，发现脱氢的BPT分子共价相互作用，自发形成“石墨烯样”纳米片。我们建议，这些纳米石墨烯提供合理的积木的结构所形成的碳层的电子辐照的BPT-SAMs。特别是，将这些结构可视化为这种石墨烯纳米片的交联和缠结的结果是非常诱人的。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Universal Strategy of Perovskite Ink-Substrate Interaction to Overcome the Poor Wettability of a Self-Assembled Monolayer for Reproducible Perovskite Solar Cells
已经报道了采用自组装单层（诸如Me-4PACz）作为空穴传输层的Percent太阳能电池表现出高器件效率。然而，由于钙钛矿墨水与底层Me-4PACz的相互作用较差，导致Me-4PACz上的钙钛矿润湿性较差，这对制造高效的钙钛矿器件提出了重大挑战。采用由二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）和N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）组成的三元共溶剂体系来改善钙钛矿油墨-基底相互作用并获得均匀的钙钛矿层。与DMF、DMSO基油墨相比，NMP的包含显示钙钛矿油墨与Me-4PACz的相当高的结合能，如通过密度泛函理论计算所揭示的。通过优化的三重共溶剂比，钙钛矿器件在0.16 cm 2、0.72 cm 2和1.08 cm 2的有源面积下分别提供> 20%、19.5%和~18.5%的高功率转换效率。重要的是，这种钙钛矿油墨-基底相互作用方法是通用的，并且有助于获得其他钙钛矿组合物如MAPbI 3、FAMAPbI 3-xBrx和无MA的FACsPbI 3-xBrx的均匀层和高光伏器件性能。
2023-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-assembled monolayer molecule dynamics are perturbed by surface- and surrounding monolayer-derived geometrical confinement
薄膜附着的表面和周围的单层导致被询问分子的几何限制;我们研究了Au上SC $_{18}H_{37}$单层中SC $_{18}H_{37}$的基本情况[111]。正常模式分析用于获得振动，并且这些使用模式特征指标进行分析，这些指标可以量化：一个元素在模式中的活跃程度;模式的总体方向;以及哪些化学坐标是相关的。我们研究了4种可能的包装结构。我们发现，更稳定的结构，更少的扰动的表面和周围的单层支持。表面扰动模式低于100 cm $^{-1}$，具有较高的全局、碳、硫、纵向和扭转特征，表明晶胞骨架运动，通常具有平行于表面的增加的S运动和增加的末端甲基运动。通过这种技术确定的模式显示出实验振动（有和没有表面）之间的差异是那些没有确定的两倍。周围的单层对单分子动力学的影响比表面大，包括稳定分子足以使12个高能量模式将$\approx$ 425 cm $^{-1}$的能量降低到低于$k_B T$，使它们在室温下被填充。这些模式具有较高的局域性和高H值特性，并受到SAM结构的高度调制。这项工作显示了新的方法来分析振动，并证明了至关重要的需要，包括几何约束效应SAM的研究。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Transport Studies of Isolated Molecular Wires in Self-Assembled Monolayer Devices
我们已经制造了各种新型的分子二极管的基础上的自组装单分子层（SAM）的固态混合物的分子线（1，4苯-二甲烷-硫醇），分子绝缘体间隔（1-戊乙稀）具有不同的浓度比r的线/间隔，这是夹在两个金（Au）电极之间。我们引入了两种从表面科学借来的新方法，以（i）确认苯-二甲烷-硫醇分子与上部Au电极之间的连接性，以及（ii）计算器件中孤立分子线的数量。通过电导谱和微分电导谱研究了不同温度下SAM二极管的电输运特性。我们发现，由pentanethethernet分子和上部Au电极之间的空间连接间隙引起的势垒主导纯pentanethernet SAM二极管的输运性质（r = 0）。具有低r值的分子二极管的输运性质由器件中的孤立的苯-二甲烷-硫醇分子的电导主导。我们发现，分子二极管的温度依赖性是远远弱于纯戊硫醇装置，表明苯-二甲烷-硫醇同时键合到两个Au电极，促进电传输的重要性。从微分电导谱中，我们还发现Au电极费米能级和苯-二甲烷-硫醇HOMO（或LUMO）能级之间的能量差Δ为~1.5 eV;而对于戊硫醇分子，其为~2.5 eV。我们获得的SSM二极管的弱温度依赖性输运反映了Delta的弱温度依赖性。
2005-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical and Transport Studies of Single Molecule Tunnel junctions based on Self-Assembled Monolayers
我们利用分子线的两组分固态混合物的自组装单分子层（SAM）制备了多种新型的分子隧道结（1，4-甲烷苯-二硫醇;具有两个硫醇锚定基团的Me-BDT）和分子绝缘体间隔物（1-戊基乙炔;具有一个硫醇锚定基团的PT），线/间隔物的r，其夹在两个金属电极例如金和钴之间。分别采用FTIR光谱和表面滴定法验证了电极与分子间的共价键形成情况，并得到了器件中活性分子线的数量。SAM器件的电输运性质作为（i）r值，（ii）温度和（iii）不同电极的函数，通过电导和微分电导谱进行了研究。测量结果用于分析电极费米能级附近的Me-BDT态密度和界面势垒的性质。我们在低偏压和金电极下测量的Me-BDT单分子电阻为6 × 109欧姆。我们还确定了Me-BDT HOMO能级和金费米能级之间的能量差D约为1.8 eV。此外，我们还发现，与纯PT器件（或r = 0）相比，r < 10^-4的SAM器件的温度依赖性要弱得多，表现出较小的界面势垒。
2005-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phenothiazine-Based Self-Assembled Monolayer with Thiophene Head Groups Minimizes Buried Interface Losses in Tin Perovskite Solar Cells
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林赫尔姆霍兹材料能源中心）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；University of Bielefeld（比勒费尔德大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Kaunas University of Technology（考纳斯理工大学）；Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)（意大利理工学院）
本研究设计合成了一种新型自组装单分子层形成分子Th-2EPT，优化配位强度和晶格匹配，提升埋藏界面质量并抑制非辐射重组，实现首个超越PEDOT的锡钙钛矿太阳能电池，效率达8.2%。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Electron transport through rectifying self-assembled monolayer diodes on silicon: Fermi level pinning at the molecule-metal interface
我们报告的合成和表征的分子整流二极管的硅上使用连续接枝的自组装单分子层的烷基链在其外端（Si/sigma-pi/金属结）带有π基团。我们调查这些分子器件的结构与性能的关系，我们研究在何种程度上的π端基的性质（在其分子轨道的能量位置的变化）驱动这些分子二极管的性能。对于这里研究的所有pi-群，我们观察到整流行为。这些结果扩展了我们使用苯基和噻吩基团（S。Lenfant等人，Nano Letters 3，741（2003））。用简单的分析模型分析实验电流-电压曲线，从中我们提取与电极的费米能量共振的π基团的分子轨道的能量位置。我们报道了这些硅/烷基-π共轭分子/金属结中能带排列的实验研究。我们的结论是，费米能级钉扎在π-基团/金属界面是主要负责观察到的不依赖于π-基团的性质的整流效应，即使他们被选择有显着的变化，在其电子分子轨道
2006-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High temporal stability of niobium superconducting resonators by surface passivation with organophosphonate self-assembled monolayers
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Fraunhofer Institute for Electronic Microsystems and Solid-State Technologies（弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）
研究通过有机磷酸酯自组装单分子层钝化铌薄膜，抑制氧化物再生，提升超导谐振子在低温下的时间稳定性与品质因子，量化TLS损耗特征为~5×10^-7。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Impact of TCO Microstructure on the Electronic Properties of Carbazole-based Self-Assembled Monolayers
该研究揭示了ITO微观结构对咔唑基自组装单分子层功函数分布的影响，发现非晶ITO或NiOx缓冲层可实现均匀电势分布，为优化倒置钙钛矿太阳能电池性能提供了关键指导。
2023-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-assembled monolayers of oligophenylenes stiffer than steel and silicon, possibly even stiffer than Si$_3$N$_4$
为了量化使用导电探针原子力显微镜（CP-AFM）平台制造的分子结的电荷传输，每个结的分子$N$的数量的信息是绝对必要的。$N$目前只能通过接触力学获得，而自组装单层（SAM）的杨氏模量$E$是这种方法的关键量。使用低聚亚苯基二硫醇（OPDn，$1 \leq n \leq 4$）和金电极制造的CP-AFM结的自组装膜的$E$的实验测定被证明太具有挑战性。最近的测量（Z。Xie等人，J. Am. 139（2017）5696）仅成功地提供了下限估计值（$E \approx 58\,$ GPa）。正是这种情况促使了目前的理论研究。我们的微观计算得出上述实验研究的OPDn SAM的$E \approx 240 \pm 6\,$ GPa值，其大于钢（$ E \approx 180 - 200\,$ GPa）和硅（$E \approx 130 - 185\,$ GPa）的值。目前计算的$E$比上述实验下限大得多的事实解释了为什么实验测量OPDn SAM的$E$如此具有挑战性。在$E \approx 337 \pm 8\,$ GPa下，吸附在面心立方（111）Au上的人字形排列的OPDn自组装膜甚至比Si $_3$ N $_4$（$E \approx 160 - 290\,$ GPa）更硬。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Transport Through Self-Assembled Monolayer Molecular Junctions: Role of In-Plane Dephasing
自组装单层（SAM）分子结（MJs）构成了未来分子电子器件的一个有前途的候选积木。SAM-MJ的输运性质通常使用唯象的Simmons模型或全相干输运理论来计算，采用SAMs周期性。我们认为，退相起着重要的作用，在确定SAM-MJ的传输特性。我们提出了一种计算SAM-MJ输运性质的方法，该方法本质上考虑了电子运动穿过SAM平面时的面内失相。计算是基于非平衡格林函数形式主义，与本地动力学近似，描述沿SAM平面的非相干运动。我们的方法很好地描述了通过SAM-MJ运输的两个标志，即与单分子结相比，电流随分子链长度的指数衰减和每个分子的电流减少。具体而言，我们表明，失相导致的电流作为分子长度的函数的指数衰减，即使是共振隧穿，其中完全相干计算显示很少或没有长度依赖性的电流。失相也示出导致在SAM-MJ的电流相比，单分子结，在一个现实的参数制度，其中相干计算显示只有一个非常小的减少的电流大幅减少。最后，我们讨论了失相效应对更细微的输运现象，如电导奇偶效应和负微分电阻的影响。
2014-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural stability, electronic structure and optical properties of dimension controlled self-assembled structures from clusters of cadmium telluride
本文报道了以笼状Cd9Te9团簇为超原子，基于第一性原理对团簇组装材料的稳定性、电子结构和光学性质进行的一维、二维和三维纳米结构研究。对于不同的立方晶格，块体3D自组装形成2D堆叠结构。与简单立方、体心和锌立方型堆叠相比，面心堆叠是最稳定的。二维叠层形成为簇组装的单分子膜，并且来自面心结构的单分子膜是最稳定的。此外，具有更多数量的簇间键的簇链（或线）也被认为是动态稳定的。讨论了这些自组装纳米结构的电子结构、带隙、介电常数和吸收光谱以及声子色散。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
External control of GaN band bending using phosphonate self-assembled monolayers
我们报告的光电性能的GAN $(0001)$和$(1\bar{1}00)$表面后，其功能化与膦酸衍生物。为了分析酸的电负性与GAN表面能带弯曲之间的可能相关性，将两种类型的膦酸，正辛基膦酸（OPA）和1H，1H，2 H，2 H-全氟辛烷膦酸（PFOPA）接枝到氧化的GAN $(0001)$和GAN $(1\bar{1}00)$层以及GAN纳米线上。由此产生的混合无机/有机异质结的X射线光电子能谱和光致发光光谱进行了研究。GAN的功函数被改变显着的膦酸的接枝，证明形成致密的自组装单分子膜。无论GAN表面取向如何，两种类型的膦酸都显著影响GAN表面能带弯曲。然而，仅在氧化的GAN $(1\bar{1}00)$表面观察到对酸的电负性的依赖性，这表明表面态的密度相对较低，并且表面氧化物和酸的电子态之间具有有利的能带对准。关于光学性质，PFOPA和OPA在氧化GAN层和纳米线上的共价键合显著影响它们的外量子效率，特别是在纳米线的情况下，由于大的表面积与体积比。外量子效率的变化与内电场和表面态的调制有关。这些结果表明，潜在的膦酸酯化学的表面功能化的GAN，这可以被利用为选择性传感应用。
2020-09-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Engineering the Electronic Structure of Two-Dimensional Materials with Near-Field Electrostatic Effects of Self-Assembled Organic Layers
我们用密度泛函理论计算了二维自组装有机单分子膜修饰材料的电子结构。我们发现，2D材料受到强烈的影响，近场静电效应所造成的高多极的有机层电子密度。我们发现，这种效应可以导致显着（~0.5V）调制的平面内的电子在2D材料中经历的电位从分子层的~ 40 μ m，与近场和远场之间的过渡取决于分子的横向范围。我们开发了一个理论，这种效果，表明分子层的静电势可以近似由来自分子结构和多极的离散平面电荷密度。通过计算和分析解决这个模型，我们提出了这种效应的实现，以产生新的电子特性的电子在二维材料中，如带隙开放和各向异性群速度调制单层石墨烯从实验上可实现的分子组件。
2021-09-21 cond-mat.mtrl-sci
High-efficiency perovskite-organic blend light-emitting diodes featuring self-assembled monolayers as hole-injecting interlayers
本研究通过将准二维钙钛矿与有机半导体共混并结合自组装单分子层空穴注入层，制备出高效绿色PeLED，外量子效率达18.6%，亮度超4.5万cd/m²，显著提升器件性能与稳定性。
2024-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Efficient integration of self-assembled organic monolayer tunnel barriers in large area pinhole-free magnetic tunnel junctions
本文针对SAM基MTJ易短路难题，采用超高真空接枝烷硫醇SAM与Co软着陆沉积，结合XPS和BEEM表征，实现了大面积无针孔、高成品率的均匀混合MTJ。
2025-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral-Induced Spin Selectivity Effect in a 1 nm Thin 1,1'-Binaphthyl-2,2'-diyl Hydrogenphosphate Self-Assembled Monolayer on Nickel Oxide
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Chemnitz University of Technology（开姆尼茨工业大学）；Heidelberg University（海德堡大学）；Merck Electronics KGaA（默克电子股份公司）；University of Freiburg（弗赖堡大学）
本研究利用芳香族低分子量轴向手性有机磷酸衍生物BNP在NiOx/Ni基底上制备约1 nm厚的自组装单层，通过磁导原子力显微镜测量发现高达50-80%的自旋极化率，并利用Fowler-Nordheim隧穿模型解释了高偏压下的自旋相关有效势垒差异。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
A Self-Assembled Metamaterial for Lamb Waves
我们报告的设计和表征的自组装，局部共振声超材料的兰姆波，由单层的$1.02$ $μ$ m聚苯乙烯微球粘附到$1.3$ $μ$ m厚的独立的硅膜。采用激光诱导瞬态光栅技术在超材料中产生兰姆波，并测量其声学响应。测量揭示了微球接触共振和最低频率的球状微球共振。测得的色散曲线显示杂交弯曲兰姆波与微球接触共振。我们比较了测量的色散与分析模型使用的接触共振频率作为一个单一的拟合参数，发现它很好地描述了所观察到的杂交。从这项研究的结果可以导致一个更好的理解微尺度接触力学和新型声学超材料的设计。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic switching of ferrocene and plasmonic interactions in Au/self-assembled monolayer/single Ag nanocube molecular junctions
本研究通过金/二茂铁自组装单分子层/银纳米立方体分子结，发现暗态下氧化还原切换引起磁滞与负微分电导，等离激元激发可动态调控该行为，为光控神经形态突触器件提供新思路。
2025-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atom beam triangulation of organic layers at 100 meV normal energy: self-assembled perylene on Ag(110) at room temperature
表面有机层的可控生长仍有待于可靠的在线监测，以提高其质量。我们在这里表明，在室温下沉积在Ag（110）上的二萘嵌苯单层的自组装可以用低能量原子在垂直于该层的能量小于0.1 eV的制度中跟踪，防止对该层的损伤。详细描述了这种原子三角测量技术所需的图像处理。
2015-12-30 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Highly in-plane anisotropic optical properties of fullerene monolayers
本征各向异性光学材料和富勒烯自组装二维光学材料在基础科学和应用领域都引起了广泛的兴趣。单层（ML）富勒烯的合成使得这两个特征的组合似乎是合理的。本文采用第一性原理计算，系统地研究了准六方相（qHP）和准四方相（qTP）ML富勒烯的电子结构和光学性质。计算结果表明，qHP ML是一种各向异性光吸收较小的半导体，这与最近的实验测量结果一致。然而，qTP ML的结果表明，它是一种具有高度面内各向异性吸收的半金属。二色性比，即$x$ -和$y$ -偏振光$α$ $_x$ $_x$ / $α$ $_y$ $_y$的吸收比，在0.29 eV的光子能量下约为12.当光子能量在0.7和1.4 eV之间时，这种各向异性更加明显，其中$α$ $_x$ $_x$几乎变为零，而$α$ $_y$ $_y$大两个数量级以上。这表明qTP ML作为长期追求的无损金属的候选者和原子级薄偏振器的潜在材料。我们希望这将刺激在qTP ML和其他富勒烯组装的2D材料的研究进一步的实验努力。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled Chiral Photonic Crystals From Colloidal Helices Racemate
由微螺旋结构组成的手征晶体具有许多光学性质，但现有的制备工艺限制了其在光子器件中的大规模应用。在这里，通过使用一个简化的模拟方法，我们研究了一个自下而上的自组装路线建立螺旋晶体从近晶单层的胶体螺旋racket。随着密度的增加，系统经历了熵驱动的共结晶，形成具有不同螺旋形状的各种对称性的晶体。特别是，我们确定了两个晶体的螺旋排列在二元蜂窝和正方形晶格，这是基本上由两套相反的手征晶体。光子学计算表明，这些手征结构可以有大的完全光子带隙。此外，在自组装手性方形晶体中，我们还发现了双偏振带隙，选择性地禁止特定旋向的圆偏振光沿螺旋轴方向的传播。在我们提出的系统中的自组装过程是鲁棒的，这表明使用手性胶体组装光子超材料的可能性。
2018-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Functional single-layer graphene sheets from aromatic monolayers
我们展示了如何使用低能电子辐照和随后的退火将铜基底上的芳香分子自组装单层转化为高质量的单层石墨烯。我们在原子尺度上表征了这种二维固态转变，并通过互补的显微镜和光谱技术以及电输运测量研究了所形成的石墨烯片的物理和化学性质。作为衬底，我们成功地使用Cu（111）单晶和技术相关的多晶铜箔。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled H2NC Molecular Lattices as a Platform for Tunable Quantum Superlattices
University of Florida（佛罗里达大学）；Yale University（耶鲁大学）；Boston College（波士顿学院）
研究通过理论与实验结合的方法，揭示了自组装H2NC分子晶格在不同金属基底上的电子结构特性及可调性，展示了金属基底如何将孤立分子转化为可调2D晶格。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Quantitatively Enhanced Reliability and Uniformity of High-κ Dielectrics on Graphene Enabled by Self-Assembled Seeding Layers
石墨烯在集成电路中的全部潜力只能通过可靠的超薄高κ顶栅电介质来实现。在这里，我们报告了对石墨烯上石墨烯的击穿特性的第一次统计分析，这允许同时优化栅极电容和描述大面积均匀性和介电强度的关键参数。特别地，通过原子层沉积生长并通过分子薄的二萘嵌苯-3，4，9，10-四羧酸二酐有机单层接种的垂直不均匀和横向均匀的Al 2 O3和HfO 2叠层表现出高均匀性（Weibull形状参数β > 25）和大击穿强度（Weibull尺度参数，EBD > 7 MV/cm），其与在Si衬底上生长的对照叠层相当。
2013-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Formation of one-dimensional self-assembled silicon nanoribbons on Au(110)-(2x1)
我们报道了超高真空条件下硅纳米带在（2x 1）重构Au（110）表面上的自组装结果。在吸附0.2单层（ML）的硅时，Au（110）的（2x 1）重构被有序表面合金取代。在此覆盖率之上，低电子能量衍射（LEED）揭示了一种新的超结构，其在0.3 Si ML处变得更尖锐。这种超结构对应于Si纳米带，其全部沿[-110]方向取向，如LEED和扫描隧道显微镜（STM）所揭示的。STM和高分辨率光电子能谱表明，纳米带是平坦的，主要是1.6 nm宽。此外，硅原子显示出对应于条带边缘和中心的两种化学环境的特征。
2013-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Self-Assembly of Jointed Molecules on a Metallic Substrate: From Single Molecule to Monolayer
由于自组织对自下而上的复杂分子结构的纳米组装方法的巨大贡献，自组织目前得到了广泛的研究。许多研究已经解决了超分子手性或低维分子纳米结构，在大多数情况下，使用吸附在金属基底上的小分子和刚性分子。在这种情况下，自组装结构可以用相对简单的术语来理解，考虑分子-分子与分子-底物的相互作用。相比之下，可以采用不同吸附构象的大分子和三维分子的情况更加复杂。本文利用扫描隧道显微镜（STM）研究了V-Landers分子（C_（108）H_（104））在Cu（100）表面的自组装。该分子由通过σ键连接到四个3，5-二叔丁基苯基腿的中心聚芳族板构成。
2006-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembled tunable photonic hyper-crystals
我们提出了一种新型的人工光学材料，光子超晶体，它结合了双曲型超材料和光子晶体的最有趣的功能。与双曲型超材料类似，光子超晶体由于光子波矢没有衍射极限而表现出光子态密度的宽带发散。另一方面，与光子晶体类似，非寻常光子的双曲型色散规律在布里渊区边界附近受到禁带的调制。通过对钴纳米颗粒基磁流体施加外加磁场，实现了光子超晶体的三维自组装。光子超晶体的独特光谱特性导致材料对钴纳米颗粒的单层涂层的极端敏感性，这应该在生物和化学传感中找到许多应用。
2013-12-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Probing charge redistribution at the interface of self-assembled cyclo-P5 pentamers on Ag(111)
本文结合原子力显微镜与密度泛函理论，研究了Ag(111)表面自组装cyclo-P5五聚体的界面电荷重新分布，发现强电荷转移诱导内向偶极矩和界面态，并使局部功函数增加0.46 eV，表明该界面可作为磷基半导体器件电接触的原型系统。
2024-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Surface Dipoles and Work Functions of Alkylthiolates and Fluorinated Alkylthiolates on Au(111)
本文研究了-CH_3和-CF_3封端的短链硫醇单分子膜在Au（111）表面形成的偶极。特别是，我们使用密度泛函理论计算监测化学吸附时功函数的变化。我们将表面偶极子分为两个贡献，分别来自金-吸附质相互作用和吸附质层的本征偶极子。这两个贡献结果是近似相加的。通过计算独立分子单层的偶极密度来定义吸附偶极。金-吸附质相互作用在很大程度上仅由Au-S键决定。这种键几乎是非极性的，它对表面偶极子的贡献相对较小。自组装单分子层的表面偶极则由硫醇盐分子的本征偶极主导。烷基硫醇盐增加Au（111）的功函数，而氟化烷基硫醇盐降低它。
2006-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Stability of radical-functionalized gold surfaces by self-assembly and on-surface chemistry
我们已经研究了自由基功能化的金表面与全氯三苯基甲基（PTM）自由基的衍生物，使用两种方法：通过从自由基溶液中的化学吸附和通过表面上的前体的化学衍生。用X射线光电子能谱（光电子能谱学）研究了所获得的自组装膜。我们的研究结果表明，分子成功地锚定在表面上。单分子膜的特点是空气和光束的稳定性前所未有的膜的有机自由基。在很长的光束曝光，我们观察到的自由基-金复合物的动态性质。结果清楚地表明，PTM的（单）层;自由基衍生物具有必要的稳定性，以承受器件应用。
2020-08-14 cond-mat.mtrl-sci
