Altın yüzeylerinde kendiliğinden kurulan organik nanoyapıların dispersif düzeltilmiş yoğunluk fonksiyoneli incelemesi

Abstract

Zincir uzunluğu 10 karbona kadar olan alkentiyol moleküllerinin altın (111) yüzeyinde fiziksel adsorpsiyonu ve kemisorpsiyonu yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) hesaplamaları ile incelendi. Alkentiyollerin altın üzerinde kendiliğinden kurulan tam tabaka (SAM) yapılarının yüzey hücreleri modellendi. Enerji minimizasyonuna bağlı optimize edilen morfolojilerin mevcut deneysel gözlemlerle uyumlu olduğu tespit edildi. Molekül-molekül ve molekül-yüzey zayıf elektonik etkileşimlerini daha iyi tasvir edebilmek için standart değiş-tokuş ve korelasyon fonksiyonellerinin ötesinde, dispersif kuvvetler (vdW) hesaplamalara dahil edildi. Bu organik-metal sistemlerin geometrik ve enerjetik özelliklerinin, karbon zinciri uzunluğuna ve moleküler kaplama yoğunluğuna bağlılığı irdelendi. Deneysel verilerle kıyaslanabilir hassaslıkta sonuçların elde edilmesinde dispersif etkilerin önemli rolü olduğu belirlendi.

The physical adsorption and chemisorption of alkanethiol molecules, which are up to a chain length of 10 carbons, on gold (111) surface have been investigated using density functional theory (DFT) calculations. The surface cells of selfassembled monolayer (SAM) structures of alkanethiols on gold have been modeled. The morphologies, optimized based on energy minimization, has been found to be in agreement with existing experimental observations. In order to better describe molecule-molecule and molecule-surface weak electronic interactions, the dispersive forces (vdW) have been included in the calculations by going beyond the standard exchange-correlation functionals. The geometric and energetic properties of these organic-metal systems have been examined for their dependence on the carbon chain length and the coverage density. The dispersive forces have been found to have an important role in obtaining results at an accuracy to be comparable with experimental data.