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产品选型就用光电查

低温下铜(111)表面单个CuPc分子的可控切换

DOI：10.1103/PhysRevB.100.155427 期刊：Physical Review B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57

摘要： 在吸附于Cu(111)表面的单个酞菁铜分子上方密集的恒定高度网格上，测量了隧穿电流随施加偏压变化的低温特性。通过适当调节偏压，该分子可在两种构型间可逆切换——这两种构型在隧穿电流图中表现为相对极大值对旋转90°。基于包含范德华相互作用的密度泛函计算揭示了其底层构象：一个C2v对称基态，以及两个能量等效态（分子绕其中心扭转并旋转±7°）。当针尖偏压超过200 mV时，观察到如先前电报噪声测量[Schaffert等人，《自然·材料》12卷223页(2013年)]所示的位置依赖性电流切换现象。在零电压附近的小电压区间内，实测电流呈现双稳态特性。通过将电压扫过分子上方特定位置的明确定义正负阈值，或采用恒定电流扫描配合降低的反向偏压，可触发切换至特定状态。

关键词： 密度泛函计算范德华相互作用隧穿电流酞菁铜 Cu(111)表面双稳态电流

作者： Sweetlana Fremy-Koch，Ali Sadeghi，Rémy Pawlak，Shigeki Kawai，Alexis Baratoff，Stefan Goedecker，Ernst Meyer，Thilo Glatzel

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

通过隧道电流测量和密度泛函计算研究低温下Cu(111)表面单个CuPc分子的可控切换。

研究成果

该研究表明，基于构象变化，可以实现对化学吸附在Cu(111)表面上的孤立酞菁铜分子进行可控的偏压依赖性切换。通过施加适当的偏压，这些分子可以被制备成其最小能量构型或亚稳态构型，并旋转±7°。其背后的切换机制及旋转方向的控制仍需进一步研究。

研究不足

该研究仅限于低温条件（5 K），并需要配备商用低温扫描隧道显微镜/原子力显微镜（LT-STM/AFM）的特定装置。关于开关机制与电压扫描方向的依赖关系，以及在反向电压下重复扫描时扫描方向对旋转方向的控制程度，仍有待进一步研究。

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