Molecular and Electronic Structure of Electroactive Self-Assembled Monolayers

• Autores: Méndez de Leo, Lucila Paula; de la Llave, Ezequiel Pablo; Scherlis Perel, Damian Ariel; Williams, Federico Jose
• Año de publicación: 2013
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Self-Assembled Monolayers; Electronic Structure; Work Function; Dft
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Self-assembled monolayers (SAMs) containing electroactive functional groups are excellent model systems for the formation of electronic devices by self-assembly. In particular ferrocene-terminated alkanethiol SAMs have been extensively studied in the past. However, there are still open questions related with their electronic structure including the influence of the ferrocene group in the SAM-induced work function changes of the underlying metal. We have thus carried out a thorough experimental and theoretical investigation in order to determine the molecular and electronic structure of ferrocene-terminated alkanethiol SAMs on Au surfaces. In agreement with previous studies we found that the Fc-containing alkanethiol molecules adsorb forming a thiolate bond with the Au surface with a molecular geometry 30 degrees tilted with respect to the surface normal. Measured surface coverages indicate the formation of a compact monolayer. On the other hand, contrary with previous observations, we found that the ferrocene group has little influence on the observed work function decrease which is largely determined by the alkanethiol. Furthermore, the ferrocene moiety lies 14 Å above the metal surface covalently bonded to the alkanethiol SAM and its HOMO is located at -1.6 eV below the Fermi level. Our results provide new valuable insight into the molecular and electronic structure of electroactive SAMs which are of fundamental importance in the field of molecular electronics.
Fil: Méndez de Leo, Lucila Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: de la Llave, Ezequiel Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Scherlis Perel, Damian Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Williams, Federico Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina