분석화학 실험 STM

소개

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목차

1. 서론

2. 배경 이론
(1) Alkanethiol Self-assembled monolayer (SAM)
(2) Scanning tunneling spectroscopy

3. 실험 과정

4. 실험 결과
(1) Tip current-distance spectroscopy

5. 논의
(1) 일함수가 감소하는 이유
(2) I-V 그래프 해석

6. 과제
(1) dI/dV vs V 그래프
(2) STM의 PID control
(3) Aromatic thiol SAM

7. 결론

본문내용

1. 서론
고체 표면에 분자가 특정 방향으로 정렬되어 형성한 단분자막을 self-assembled monolayer(SAM)이라고 한다. 본 실험에서는 다양한 길이의 aliphatic chain을 갖는 thiol 분자를 Au(111)에 흡착시켜 SAM을 만든 후 scanning tunneling microscopy(STM)으로 관찰하였다. 또한 STM을 분광학적 도구로 사용하여 표면의 density of states와 일함수에 대한 정보를 얻었다. 이 과정에서 SAM의 형성 과정과 STM의 작동 원리에 대해 보다 정확하게 이해하고자 하였다.

2. 배경 이론
(1) Alkanethiol Self-assembled monolayer (SAM)
SAM은 강한 상호작용을 하여 고체에 흡착할 수 있게 하는 head group과 반데르발스 상호작용을 일으켜 분자끼리 규칙적으로 배열할 수 있게 해주는 부분으로 구성된다. 본 실험에서 사용하는 alkanethiol의 경우 thiol group이 전자, aliphatic chain이 후자의 역할을 한다. Au-S bond는 ~44kcal/mol의 강한 상호작용이기 때문에 비교적 안정한 monolayer를 형성할 수 있다. 또한 반데르발스 상호작용을 최대화하기 위해서 aliphatic chain은 모두 trans 구조로 약간 기울어진 채 곧게 뻗어있다. 따라서 사슬의 길이가 길어짐에 따라 monolayer의 두께가 선형적으로 증가하게 된다.1

(2) Scanning tunneling spectroscopy
STM은 금속 탐침과 전도성 고체 표면 사이의 거리에 따라 변하는 전류를 측정하는 장치이며 이를 통해 표면을 원자 단위로 시각화할 수 있다. 거리를 유지한 채 전류의 변화를 측정하는 constant-height mode와 거리를 조절하면서 전류를 일정하게 유지하는 constant-current mode가 있다.

참고자료

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