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Hydrogen-Bonded One-Dimensional Chains of Quinacridone on Ag(100) and Cu(111): The Role of Chirality and Surface Bonding
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2020-11-03 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07850 Niklas Humberg 1 , Rémi Bretel 2 , Alexander Eslam 1 , Eric Le Moal 2 , Moritz Sokolowski 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2020-11-03 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07850 Niklas Humberg 1 , Rémi Bretel 2 , Alexander Eslam 1 , Eric Le Moal 2 , Moritz Sokolowski 1
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The adsorption and ordering of the prochiral molecule quinacridone (QA) on the Ag(100) and Cu(111) surfaces were studied by low-energy electron diffraction and scanning tunneling microscopy. Upon adsorption, the molecules form parallel homochiral chains of flat-lying molecules linked together via hydrogen bonds on both surfaces, but these chains show significant surface-dependent differences concerning their lateral order. On both substrates, the chains are not thermodynamically stable but only metastable and stabilized by kinetic barriers. On the Ag(100) surface, annealing induces a phase transition to a highly ordered and heterochiral structure with a reduced density of hydrogen bonds. The related loss of bonding energy is overcompensated by a stronger bonding to the substrate, yielding a commensurate structure. For QA on Ag(100), we propose that during the initial chain formation and the phase transition upon annealing, the molecules can change their handedness by rotating around their long axes. In contrast, the initial chain formation and the phase transitions of QA on the Cu(111) surface appear to be subject to stronger kinetic limitations. These are explained by stronger substrate molecule interactions on Cu(111), which reduce the diffusion and the possibility for a change of handedness in comparison to QA on Ag(100). We discuss how the intermolecular hydrogen bonds, the 2D chirality, and the different chemical reactivities of the two surfaces [Ag(100) and Cu(111)] influence the structural formation of QA aggregates. We compare our results to the results for QA on Ag(111) reported previously by Wagner et al. [JPCC2014, 118, 10911-10920].
中文翻译：
喹ac啶酮在Ag（100）和Cu（111）上的氢键一维链：手性和表面键合的作用
通过低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究了前手性分子喹ac啶酮（QA）在Ag（100）和Cu（111）表面上的吸附和有序性。吸附后，分子形成平坦分子的平行同手性链，这些分子通过两个表面上的氢键连接在一起，但是这些链在侧向顺序方面表现出明显的表面依赖性差异。在这两种基材上，链都不是热力学稳定的，而是仅被动力学屏障稳定和稳定。在Ag（100）表面上，退火引起相转变为氢键密度降低的高度有序的杂手性结构。相关的键合能量损失会通过与基材的更牢固键合而得到补偿，从而产生相称的结构。对于Ag（100）的质量检查，我们提出，在初始链形成和退火时的相变过程中，分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯用性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯用性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[JPCC 2014，118，10911-10920]。
更新日期：2020-11-12
中文翻译：
喹ac啶酮在Ag（100）和Cu（111）上的氢键一维链：手性和表面键合的作用
通过低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究了前手性分子喹ac啶酮（QA）在Ag（100）和Cu（111）表面上的吸附和有序性。吸附后，分子形成平坦分子的平行同手性链，这些分子通过两个表面上的氢键连接在一起，但是这些链在侧向顺序方面表现出明显的表面依赖性差异。在这两种基材上，链都不是热力学稳定的，而是仅被动力学屏障稳定和稳定。在Ag（100）表面上，退火引起相转变为氢键密度降低的高度有序的杂手性结构。相关的键合能量损失会通过与基材的更牢固键合而得到补偿，从而产生相称的结构。对于Ag（100）的质量检查，我们提出，在初始链形成和退火时的相变过程中，分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯用性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 分子可以通过绕长轴旋转来改变其惯用性。相反，在Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ Cu（111）表面上的初始链形成和QA的相变似乎受到更强的动力学限制。这些可以通过与Cu（111）上更强的底物分子相互作用来解释，与Ag（100）上的QA相比，它减少了扩散，并减少了手感改变的可能性。我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[ 我们讨论了分子间氢键，二维手性和两个表面[Ag（100）和Cu（111）]的不同化学反应性如何影响QA聚集体的结构形成。我们将我们的结果与Wagner等人先前报道的针对Ag（111）的质量检查结果进行比较。[JPCC 2014，118，10911-10920]。
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