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On-Surface Synthesis of Ni-Porphyrin-Doped Graphene Nanoribbons
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2024-11-25 , DOI: 10.1021/acsnano.4c09188
Matthew Edmondson 1 , Michael Clarke 1 , James N O'Shea 1 , Qiang Chen 2 , Harry L Anderson 2 , Alex Saywell 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2024-11-25 , DOI: 10.1021/acsnano.4c09188
Matthew Edmondson 1 , Michael Clarke 1 , James N O'Shea 1 , Qiang Chen 2 , Harry L Anderson 2 , Alex Saywell 1
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On-surface synthesis of functional molecular structures provides a route to the fabrication of materials tailored to exhibit bespoke catalytic, (opto)electronic, and magnetic properties. The fabrication of graphene nanoribbons via on-surface synthesis, where reactive precursor molecules are combined to form extended polymeric structures, provides quasi-1D graphitic wires that can be doped by tuning the properties/composition of the precursor molecules. Here, we combine the atomic precision of solution-phase synthetic chemistry with on-surface protocols to enable reaction steps that cannot yet be achieved in solution. Our focus of this work is the inclusion of porphyrin species within graphene nanoribbons to create porphyrin-fused graphene nanoribbons. A combination of scanning tunneling microscopy and photoelectron spectroscopy techniques is used to characterize a porphyrin-fused graphene nanoribbon formed on-surface from a linear polymer consisting of regularly spaced Ni-porphyrin units linked by sections of aryl rings which fuse together during the reaction to form graphitic regions between neighboring Ni-porphyrin units.
中文翻译：
Ni-卟啉掺杂石墨烯纳米带的表面合成
功能性分子结构的表面合成为制造材料提供了一条途径，这些材料经过定制，具有定制的催化、（光）电子和磁性。通过表面合成制造石墨烯纳米带，其中反应性前驱体分子结合形成扩展的聚合物结构，提供了准 1D 石墨丝，可以通过调整前驱体分子的性质/组成来掺杂这些石墨丝。在这里，我们将液相合成化学的原子精度与表面方案相结合，以实现在溶液中尚无法实现的反应步骤。我们这项工作的重点是在石墨烯纳米带中加入卟啉物种，以创建卟啉融合的石墨烯纳米带。扫描隧道显微镜和光电子能谱技术的组合用于表征卟啉熔融石墨烯纳米带，该纳米带由线性聚合物在表面形成，该聚合物由规则间隔的镍卟啉单元组成，这些单元由芳基环部分连接，这些芳基环在反应过程中融合在一起，在相邻的镍卟啉单元之间形成石墨区域。
更新日期：2024-11-25
中文翻译：
Ni-卟啉掺杂石墨烯纳米带的表面合成
功能性分子结构的表面合成为制造材料提供了一条途径，这些材料经过定制，具有定制的催化、（光）电子和磁性。通过表面合成制造石墨烯纳米带，其中反应性前驱体分子结合形成扩展的聚合物结构，提供了准 1D 石墨丝，可以通过调整前驱体分子的性质/组成来掺杂这些石墨丝。在这里，我们将液相合成化学的原子精度与表面方案相结合，以实现在溶液中尚无法实现的反应步骤。我们这项工作的重点是在石墨烯纳米带中加入卟啉物种，以创建卟啉融合的石墨烯纳米带。扫描隧道显微镜和光电子能谱技术的组合用于表征卟啉熔融石墨烯纳米带，该纳米带由线性聚合物在表面形成，该聚合物由规则间隔的镍卟啉单元组成，这些单元由芳基环部分连接，这些芳基环在反应过程中融合在一起，在相邻的镍卟啉单元之间形成石墨区域。
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