INVESTIGADORES
ASCOLANI Hugo Del Lujan
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio de Adsorción y Autoensamblado de Acido Tereftálico (TPA) en la Superficie Cu(100).
Autor/es:
L. ROBINO; N. MURILLO-QUIRÓS; L. CRISTINA; J.E. GAYONE; J. FUHR; H. ASCOLANI
Lugar:
Montevideo
Reunión:
Congreso; XII Reunión de la SUF y 96ª Reunión Nacional de la AFA; 2011
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina y Sociedad Uruguaya de Física
Resumen:
La molécula de ácido tereftálico (TPA, C6H4(COOH)2) consiste en un anillo bencénico con dos grupos carboxilos ubicados en posiciones opuestas. Existen amplias evidencias de que los grupos carboxilos se deprotonan en superficies de cobre [1]. En el caso de moléculas TPA sobre Cu(100), se conoce que la reacción de deprotonacióntiene una temperatura de activación de alrededor de 250 K. Esto explicaría la formación de fases autoensambladas muy distintas dependiendo de la temperatura de la muestra durante la deposición [2].En este trabajo caracterizamos y estudiamos las distintas fases del sistema TPA / Cu(100) mediante experimentos de STM (scanning tunneling microscopy), LEED (low energy electron diffraction) y espectrocopía de iones, y cálculos teóricos basados en la teoría de funcional densidad. El objetivo del trabajo fue investigar elrol que juegan la interacciones molécula-sustrato y molécula-molécula, especialmente la formación de puentes de hidrógeno, en la estabilización de redes bidimensionales de moléculas orgánicas en superficies.La fase más estable del sistema, conocida como  "gamma", es una superestructura bidimensional 3 × 3 y se obtiene depositando TPA sobre la superficie a temperatura ambiente. En este caso nuestros resultados indican que las moléculas se encuentran acostadas, orientadas en la direcci´on [100] y con los dos grupos carboxilos deprotonados.La deprotonación se produce por la fuerte interacción de los átomos de oxígeno con los átomos de cobre de la primera capa de la superficie. Dicha interacción produce además dos efectos importantes: la corrugación de la superficie y un fuerte “pandeo” de la molécula. Esto último fue observado mediante experimentos de dispersiónde iones.La deposición a temperatura ambiente produce también una fase cuasiestable conocida como "beta" , que coexiste con la fase 3×3. Combinando experimentos de LEED y STM, determinamos por primera vez que la fase consiste en una superestructura 2raiz2 × 9raiz2R45 con 4 moléculas adsorbidas por celda primitiva. Este recubrimiento corresponde a 1 molécula por cada 9 átomos de Cu, el mismo recubrimiento que presenta la fase 3 × 3. Cálculosteóricos y experimentos de dispersión de iones indican que en la fase 22raiz2 × 9raiz2R45 las moléculas de TPA se encuentran acostadas y con ambos grupos carboxilo deprotonados. A diferencia de la fase 3 × 3, en la fase 2raiz2 × 9raiz2R45 las moléculas de TPA se encuentran orientadas a lo largo de direcciones [110].Por otra parte, depositando TPA sobre la superficie fría (< 190 K) encontramos una fase de bajas temperatura conocida como "alfa" . Imágenes de STM con resolución molecular tomadas a 170K muestran que las moléculas se autoensamblan formando largas cintas. Estas cintas tienen ángulos de 9 ± 3 grados respecto a las direcciones[100] del sustrato. La formación de cintas sugiere interacciones intermoleculares altamente anisotrópicas tal comose espera en el caso de formación de puentes de hidrógeno. Se especula que en el autoensamblado de esta fase actúa un mecanismo de doble puente de hidrógeno entre las mol´eculas similar al actuante en cristales de TPA[3].[1] D. Kreikemeyer-Lorenzo,W. Unterberger, D. A. Duncan, M. K. Bradley, T. J. Lerotholi, J. Robinson, andD. P. Woodruff, PRL 107, 046102 (2011)[2] S. Stepanow, T. Strunskus, M. Lingenfelder, A. Dmitriev, H. Spillmann, N. Lin, J.V. Barth, Ch.Woll, y K.Kern, J. Phys. Chem. B, 108, 19392 (2004).[3] B.Bailey C.J.Brown Acta Crystallogr. 22 (1967) 387