surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by kelvin probe...
TRANSCRIPT
![Page 1: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/1.jpg)
������� ����� � � ������� ������ ��� �� �������� ���� ����� �������� �� �� ��� ���� ���� �������� ���
�� ���� � ��� �� �� �� ���
�� ��� ���� �� ������� �� �� �������� �� �� �� �� �� �� �� ����� �
� ���������� ������� � ������������ �������� ��� ������������ ����� ����������� ������� ��������
����� ! �"!#$� %����� ��� &���� �� ������� ���� �'� �������(�� &�� ) #�"!#)� %����
!������� "# $��� "%%&' �� (�� ��� &" �������� "%%&
��������
���� ���� ����� �)�������� � ��� ������� � ����� �� ������� ����� � � ������ ��� �� �������� ��
�� ����� *�$+�, ������� ��� ���� ������������ *�-.+, ��� �� ����� ��� �� ���� *+�, �� �� ����� ���
���������� ���� �� ������� ������ � �� �$+��/� �������� �� ������� �$+� � �������� �����)��� ���
0�1�2 �34�4�"�&5����4�3�36� ��������7���&�&�"�"������������� �&������)��� ��� 0.$�2 .34�4."�5�4�"�"����4�3�36 ��� ��*#�������)� ,�������� �����)��� ��� 0$�$-�2 �"��4�"�#���4�"�3 ����4�3�36 ��
������� ���� ������� *481,� ��� ������� ����� � �� .$���$+ ��� $�$-���$+ ��� �1���$+ �� �� ��
������� 9��� �&5% ��� :;%�8� ��������� �� ��� �)�������� ������� ����� � ������ 9�� �� �� �� ��� ��� � ��������� ���� ������� �� � � ��� � � &�&<&�; ��" � ��� ��&� � "%%& = ������ ������� >�8� $ ����� ���������
� ���� ������
�� �������� ��� ������ � ��� �� �� ��������� ���� �)����� �� � ���� ����� �������� ���� (� � � � ��� �� ������� ����� ��� ��� ������� �� ������� ��� � �� ���� �������� ��� � ��� �� ��� ��� �� �)������� � ��������� ������ ������ � ������ ������������������� � ��� �� ������ ��� 0&6� ?� ����� ������ ���� �������������� � ��� ��
������ ���� ���� � �� ����� �� �������� ��� �������� ��� ��������� ��� ����� ��� �� ���� ������� � �������� ��� ������@� �����(�� ��� �� ���� � �� � ��� �� �� � ������� ������ ������ ����� ��� ���� � ��������������� � � ��� �� ������ ��� �� � ������ ���������� �� ���� ������ �������� � �� ��� �� ������ ���� ��� ����� �� �������� ���� ����� *�$+�,� �� ��� �� � �� ���� ��� ��� �� ������ ���� +��� ����������� ���� ����������� ������ �$+� ����� �������� ������������ *�-+, ����� � �� � �������� ������ ���������� � � ��� �� ��������� 9����� �� �� � �� �� � ��� �� �������� ���������� ��� ���� ���� �������� *�-.+,� 9���� ��
3% ������� "%%&
4������ -������ A���� 3BC *"%%&, &5"<&55
999�� ���������D ���D�� �
� 4���������� ����� .�)2 :E&�;"�5EC�"5C#�
����� �������* �������F� ����������������������G�
*�� ���,�
%%%C�"#&BD%&DH � ��� ��� ���� � "%%& = ������ ������� >�8� $ ����� ���������
-??2 �%%%C �"#&B *%&,%&%C5 �&
![Page 2: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/2.jpg)
� ��� � �-+� ������� �� 9�� �� ������� ������ � �$+ 0"6� ��� ������� ����� ������ � �� ��� �� � ��� �� �������� �������� ������� ����� �������� ��� ��������� ��� ��� ����� �� ��� � � �� �$+ ������� �� ������ � ������� ����� � /� ��� ������ � �� �-.+ ���������� � �� �� ������� � � �� ������������ � ��� �� ������������������ ��� �� ��� ���� � ��� �� ��������
�-.+ ����������� ���� ���� ���� �� ��� ��� �� �������� � ��� �� �$+� � � ��������� 0"�36� ?� �� ������� ��������� ��� ������� ����� � ��� � ��� >���� 0B<#6 ��������� �� �� ��� � A�������<> ��� *A>, ( ����� ������ 9�� �)�������� ��� �� ��� �)���+���� � � � 056 �� �� ��� ��� �������� �� �������� ����� � � �� �� � 9�� �� �) ������� �� � �������� ��� ��9�� �� �� ���� ���� �) ������� �� ����� 9�� �� ������� ������������ ������� �9����� ��9 ����� �������� ���� � �� ������� ����� �� ������� ��� �$+�� ������� � ��� �������� �� ������� ���� ������� *481,�
/� ���������� �� ������� �$+� � ��������� �����)��� ��� 0�1�2 �34�4�"�&5����4�3�36� ��������7���&�&�"�"�������������� �&������)��� ��� 0.$�2 .34�4."�5�4�"�"����4�3�36 ��� ��*#�������)� ,�������� ������)��� ��� 0$�$-�2 �"��4�"�#���4�"�3����4�3�36 �� 481 0E<&%6� ?� ���� ������� �������� 9� ���� � ������ � 481 ��� ����������� ������� �� ��������� �$+�� +�����9� ����@�� ������� � �� �-.+ ������������ �� ������ ��� �$+� ����� ������������������� � �1�� ��� .$���$+� �� �� �)��� ��?� ��� ����� 9� ��� �)�������� � ��� �������� � ����� �� ������� ����� � � �1�� .$���� $�$-���$+� ����� �-.+ ��� �� ����� ��� �� ���� *+�, �� �� ����� ��� ����������� ���� �� ������� ������ � �� �$+��
� �����������
+')' ,-�� �����������
$ ���� �� �� ��� ���� 9��� ������� �� ���9�� � �-.+ *��� ?��������� �-$�3%%�8:
�-?�3E%%�, ����� � � ������ �� ��� ���� �������� � 9��� ���� � � �� �-.+ �����������9��� ��������� � �� ����� � �� ������� ��������� 0&&�&"6� !������� ��������� ��� .�����9��� "#�"5 �@ ��� ����)���� � &E%� ���������� �� ��� ���� ���� 9�� ������� � � ���������� "5�CE �@� $� �� ���� � ��� � " 8 � � ���������� � ; �@ 9�� ��� ��� ��9��� �� ������� ���� �� �-.+ ������ � �� ���� � �������9��� �������� � � ���� ���� ��� � %�& �@�
+'+' -��������� ��� -��������� �/�
��� �1���$+�� .$���$+� ��� $�$-���$+� 9��� �������� � �� �������� � ������� ��� �� 481� .��� & ��9� �� ������ ������������ ��������� ?� ��� &� � �� ���������� ������ 9�� � ��� )��� ���� *��� & ��,9�� ����)� ��� ��� � ����� �� � �� ���� ����� I8D@�� � ������ ����� ��� ����� � ����� ��� ���� 9�� �� �)����� ��� 9�� � � &5" ����� &% �/���
"*I��� = ������ I=!"%�&5"8,�
?� ��� "� � ��� � �$+ 9�� ������� ����� ��������� �� ��� �� � ������ ��� ������ ����������� 9��� ��� 353 B"3 � ��� �� ��������� 9�� 3 � �� � ���� ��� ��� �������� �� ������ � ����� 9�� �� ����)� � � �� ������������ �� 9� ������ � ��� �� ������� 9�� ���$+ �� ��� ���� ?� ��� 3� �� ������� 9�� ���������� ����� � ������� �������� � &% -� 9�������� � ����� � *8I8, ��� ����� ������ � ���� ������ �������� �� ������� �$+� ��� ����)� ��� �� �� )��� ������� ������� )���� ������� �������� ��� ���������)���� �������� ?� ��� B� ����� ��� � �$+9�� ������� �� � ���� �� ������ �� �� ��� "���� ����� ������� � 9 ���� � �$+��������� � �� ������� ������ �� �� ����� ����� �� �������� �� ����� ��� � �$+ ������� 9�� �� ����)� �� � 9�� �� ������$+�
+'$' �� �� ����
$ �� ���� +� �� �� ���� 9��� ������������� J$I��?$�$I��?$� CE 0&36� ��� �������� ��� ��������� 9��� ������ �� �� ������ ������ �������� ���� 9�� 1C; ����� ��' >3AK-D1C;� $
�' ���� �� � ' 0 ������� -������ 1������ $ 2 3+##)4 )5+6)55 &53
![Page 3: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/3.jpg)
������� ��������� 9��� ������ � �� �� �����@����
� ������� �� ���������
.��� " ��9� �� �-.+ ������ � *�, �1�D.$���$+ ��� *�, �1�D$�$-���$+� ��� ��� ��� ��� ������ �������� �� ��� � 9��� ���� ������� ����� � �� � ���� �� ���������� �� ��� ������� ����� �� �1���$+ 9����� &5% �8 ��� ������ ��� �� � .$���$+���� 9�� � ������ ��� ;% �8 ��� ������� ���
�� � $�$-�� ���� �� ������� ����� � ������� ��� ������ �� �� ���� � .$���$+��1���$+ ��� $�$-���$+� ����� 9� ��������9 �� ������� ����� � � ��L������� ��� �������� .��� 3 ��9� �� ���� � ������� � � �-.+�� ��� ����� ���� ����� ������ � (�� ����' �� ������ �� ��� ����� � �� �������� � ���������� � � � � ����� ��� � ���� �� ���� ��� ��� � � ������ ��� �� ���������� ���� �� ������� ����� ��� � � 9��� ���������� �� ��G���� � �� � ������ 79������ �� �� ������� �� � � ������ �� ������� �� �������� ���� ����� �� ���� ��
.��� &� +����������� ������ �� ������� ������ ��� �$+��
&5B �' ���� �� � ' 0 ������� -������ 1������ $ 2 3+##)4 )5+6)55
![Page 4: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/4.jpg)
��� � �� ���� ����� � �� ��������� ��������� ��L������ � ������� ����� ��9��� �$+&��� �$+" �� ��������� �� 0"6
���$+& ��� �$+" � � � �$+&� �� � � �$+"� ������&�
9���� ���� ��� � ��� �� 9� ������ � ������� � ��� ��� ������� ��������� ��
=�� *&, �� � � ���� �� � 9��� ������������ ��� �� �� �� @ ������ 0B<56
���$+& ��� �$+" � ��$+&
��$+&��$+&
�� ��$+"
��$+"��$+"
�&
�%�
�"�9���� � �� �� ���� �� �� � �� ��� � �������� �� ������� �� � � ��� �� / �� ����������� �� ���� � ��� �� ��� � �� ��� ����������� �% �� ��������� � ���� ������ �����L������ � ������� ����� �� ��� �� ��� �� ��� � ���� ��� 9� ������ � �$+����� �� �� @ ������ 9�� ���� �� �� � 9�������������
/� ���� �� � 9��� � ��� �� �� �� ��� � �$+2 �34�4�"�&;4�3 �� �1�� .34�4."�54�"4�3 �� .$� ��� �"��4�"�#���4�"�"4�3
�� $�$-�� ������ �)��� �� ���� � ��� ��� ����� �������� 9��� �� ����� .��� B ��9� ���������� ��� ��� � ����� �� ��� � ���� ��� ��� �������� � �1��� ��� �� .$��� ��� � ��� $�$-��� ��� � 9��� ���� ��������� ��� ����� ��������� �� ��� ��� � �� .$��� ��� � ����� ����� ������� � �� ��������� ��������� ���� 7������� ��� �1��� ���� �� .$��� ��� � ��� $�$-��� ��� � ������ ��� � ����� � %�%3� "�3E ��� %�;5 1�������������� �� $������� �� ���� � � � ���� ����� �� �������� �� ��� � ����� ���� �� ������� �� �� �1��� ��� �� .$��� ���� � ��� $�$-��� ��� � 9��� %�%3 ��*C%�%�,�
.��� "� �-.+ ������ �� �1�D.$���$+ ��� �1�D$�$-��
�$+�
.��� 3� �������� ������� ��9��� ������� � � �-.+�
�' ���� �� � ' 0 ������� -������ 1������ $ 2 3+##)4 )5+6)55 &5;
![Page 5: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/5.jpg)
"�3E ��*";�3�, ��� %�;5 ��*&"�B�,� ��������� ������� �� ����� � �1���$+ ��� � ������� �� � ��� �� ��� ��� ������ ����� �� ��� �
���� ���� �� ������� �� ���� � �1��� ��� �� �� � 9��� ���� @�� �� ��� ��� ���� ��� ����� ������ �� � �$+� ���� 9�������)���� � ���� �� ���� �� �� � 3�% 0#6�/��� ���� �������� ��� �������� =�� *",��� �� ������� ��9��� �� ������� ����� ����� ���� ������� �� ���� � ��� � ��� �������.��� ; ��9� �� �� �� ��� ������� ����� � ����1���$+� ��� �)�������� ������� ����� ������� 9�� �� �� �� ��� ��� � �� � � &�& &�; ��" � ��� ��&� ��� ������ ��� A> ( �������� � ��� �� � � %�& %�E ��" � ��� ��&
0&B6� ��� ��� ��� �������� � �$+� �������� ��481 9��� ��� �� ��� ��� � ������ ��� A>( ��� J����� �� A> ( �� ��� ���(��� � ��������� �� ������ ������� ��������� ��� �� ���� ������� ���� 9���� �������� ��� � �$+����� �������� ��� ��� �������� �� �$+� ���������� � ��� ��� ���9���� ���� ���� � ��������� �� �� ������� ����� �� �$+ ������ ������������ � �� ������ ��������� ���$+<481�
?� ��� ����� 9� ���� ������ �� ���� � ��� ������� ����� � �1���$+� .$���$+��� $�$-���$+ ����� �-.+ ��� �� ���� +��� �� ���� /� �� ���� �� �� � ��� �� ��������� ��������� �� ��� ���� ��� �� ����� ��������� � ��� �� ������� �� �� ������
�������� �������
���� 9� ��� ���� ������� �� �� !�������-�G�� M>������� +����� � -��������N *��O�-��!.�. CC!&3&%&,� !������� �� �� .����*!.�., -������ O���� ����� �� �� -����� � ��������
����������
0&6 $� I ���� $� ?������� I ����� ������� .� ���
$������� -����� >��� +$� &CC&�
0"6 +� .�G������ $���� !��� +���� ���� "C *&CCC, 3;3�
036 O� A�� =� 1� �������� A� =��� !� >����9�@� =� +�����
��O� J������� A������� &; *&CCC, E&EB�
0B6 1�+� ��� �� J�.� >����� -���� !��� = BC *&CCB, &B3C�
0;6 1�+� ��� �� J�.� >����� +���� ���� =��� 4E<4C *&CCC,
#;�
0#6 1�+� ��� �� 4 �� ?������� ���� E5 *"%%%, &E3�
.��� ;� 4� �� ��� ������� ����� �� .$���$+ ���
$�$-���$+ ��� �1���$+�
.��� B� + ��� �� �������� ��� ��� � ����� �� �1��
�$+� .$���$+ ��� $�$-���$+�
&5# �' ���� �� � ' 0 ������� -������ 1������ $ 2 3+##)4 )5+6)55
![Page 6: Surface potentials of patterned organosilane self-assembled monolayers acquired by Kelvin probe force microscopy and ab initio molecular calculation](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022080312/575020bd1a28ab877e9c52d3/html5/thumbnails/6.jpg)
056 K� +����� �� ������� �� ��������� +� ?9��� K�
?�������� O� I������� 4���� -���� A�� 3&; *&CCC, &�
0E6 $� �@���� �� I�������� �� ��������� �� �� ���
A������� &; *&CCC, 5#%%�
0C6 �� ��������� �� I�������� $� �@���� �� �� ���
A������� &# *"%%%, EE;�
0&%6 $� �@���� K� K ��9�� �� ��������� �� ��������� �
� �� O� 8��� ���� ����� � $ &C *"%%&, &E&"�
0&&6 �� ��������� �� �������� �� ���� �� �� ��� �� �� ������
O��� O� $�� � -���� B% *"%%&, A&5B�
0&"6 �� ��������� �� �������� �� ���� �� �� ��� �� �� ������
O��� O� $�� � -���� B% *"%%&, B353�
0&36 +�O� .����� � � �� J$I��?$�$I��?$� CE� !������ $�C� J�������
?��� -�������� -$� &CCE�
0&B6 �� �G�� $� �� ������ �� ��G������ 4 ��� ����� $ &#C
*"%%%, "C;�
�' ���� �� � ' 0 ������� -������ 1������ $ 2 3+##)4 )5+6)55 &55