Formación de Redes Bidimensionales Metal-Orgánico sobre la Aleación de Superficie Sn/Cu(001).

L. ROBINO; J. D. FUHR; J. E. GAYONE; H. ASCOLANI

Bariloche

Encuentro; 98 a Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2013

Asociación Física Argentina

p { margin-bottom: 0.1in; line-height: 120%; } Combinando microscopía de efecto túnel (STM) y cálculos de primeros principios (DFT), investigamos la influencia de la adsorción de Sn en la adsorción y autoensamblado de moléculas TCNQ (7,7,8,8 tetracianoquinodimetano) sobre la superficie Cu(001). Como se sabe del campo de la catálisis, ciertas aleaciones superficiales permiten modificar controladamente la reactividad superficial variando la concentración del elemento dopante. Este es el caso de la aleación de superficie Sn/Cu(001), donde la deposición de estaño causa una notoria reducción de la reactividad de la superficie Cu(001). [1] La molécula de TCNQ, con una afinidad electrónica de 2.8 eV, es una mol ́ecula relativamente pequeña con propiedades muy atractivas. Combinada con la mol ́ecula donora TTF, la TCNQ forma un complejo aceptor-donor con propiedades electrónicas y magnéticas exóticas. [2,3] Por otro lado, combinada con metales de transición (M=Cu, Ni, Mn, entre otros), la TCNQ forma sales M+TCNQ-, con interesantes propiedades conductoras y magnéticas.[4] Cuando se adsorbe una molécula aceptora sobre un sustrato metálico se espera, a priori, que haya una transferencia de carga del sustrato a la molécula y, como consecuencia, un aumento de la función trabajo. La cantidad de carga transferida depende fuertemente de las propiedades electrónicas del sustrato. Por ejemplo, en el caso de TCNQ sobre Au(111) [5] y sobre grafeno/Pt(111) [6] se ha reportado que la transferencia de carga es muy pequeña o nula. En cambio, en el caso TCNQ/Cu(001) se ha reportado una transferencia de carga de 1.5e- [7] y un aumento monótono de la función trabajo con la deposición de moléculas de TCNQ, llegando a saturar en 1.36 eV para 2 MC [8]. Se espera entonces que la disminución de la reactividad de la superficie Cu(001) por la aleación con Sn produzca efectos importantes en el fenómeno de transferencia de carga y cambios observables en la función trabajo. Los resultados obtenidos hasta el momento indican que, en el rango de cubrimientos menores a 1 monocapa, las TCNQ forman arreglos altamente ordenados sobre la superficie Cu(001)-(3 s2 × s2)R45º-0.5 MC Sn. Las imágenes de STM indican que la configuración molecular de dichos arreglos es muy similar a la estructura de las redes de coordinación metal-orgánicas Mn:TCNQ producidas recientemente sobre las superficies Au(111) [9] y Ag(111) [10]. Estas últimas se producen coadsorbiendo átomos de Mn y moléculas de TCNQ sobre las mencionadas superficies. Las similitudes encontradas y los resultados de nuestros cálculos sugieren fuertemente que la deposición de moléculas TCNQ sobre la reconstrucci ón (3 s2× s2)R45º produce redes metal-orgánico Cu-TCNQ, donde los átomos de Cu serían provistos por el sustrato. Los cálculos indican que la capa de Sn es poco reactiva respecto a las TCNQ y que impide la interacción química directa entre las TCNQ y los átomos de Cu presentes en la primera capa de la superficie. Esto sumado a la gran afinidad entre las TCNQ y el Cu, explicarían la migración de átomos de Cu para formar el compuesto Cu-TCNQ. [1] A. Carrera, L. J. Cristina, S. Bengió, A. Cossaro, A. Verdini, L. Floreano, J. D. Fuhr, J. E. Gayone, and H. Ascolani, Journal of Phys. Chem. C, en prensa, añ 2013. [2] N. Gonzalez-Lakunza, I. Fern ́andez-Torrente, K. J. Franke, N. Lorente, A. Arnau, and J. I. Pascual, Phys.Rev. Lett. 100, 156805 (2008). [3] I. Fernández-Torrente, K. J. Franke, and J. I. Pascual, Phys. Rev. Lett. 101, 217203 (2008). [4] R. Jain, J. G. K. Kabir, Keith, A. Mitchell, K. c. Wong, and R. Hicks, Nature Lett. 445, 291 (2007). [5] I. Fernández-Torrente, K. J. Franke, and J. I. Pascual, Int. J. of Mass Spectrometry 277, 269 (2008). [6] S. Barja, M. Garnica, J. Hinarejos, A. V. de Parga, N. Martin, and R. Miranda, Chem. Comm 46, 8198 (2010). [7] T.-C. Tseng, C. Urban, Y. Wang, R. Otero, S. L. Tait, M. Alcamí, D. Ecija, M. Trelka, J. M. Gallego, N. Lin, et al., Nature Chemistry 2, 374 (2010). [8] W. Erley and H. Ibach, Surf. Science 178, 165 (1986). [9] M. Faraggi, N. Jiang, N. Gonzalez-Lakunza, A. Langner, S. Stepanow, K. Kern, and A. Arnau, J. Phys. Chem. C 116, 24558 (2012). [10] T.-C. Tseng, N. Abdurakhmanova, S. Stepanow, and K. Kern, J. Phys. Chem. C 115, 10211 (2011).