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Si(5 5 12)-2×1 표면에 벤젠과 피리딘의 결합구조
장상훈(S. H. Jang),오승철(S. Oh),한재량(J. R. Hahn),정호진(H. Jeong),정석민(S. Jeong) 한국진공학회(ASCT) 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.1
Si(5 5 12)-2×1 표면에 벤젠과 피리딘의 흡착구조를 80 K 온도에서 주사 터널링 현미경과 density functional theory 계산 방법으로 연구했다. 벤젠 분자는 기울어진 butterfly 형태로 Si(5 5 12)-2×1의 D2, D3 유닛에 두 개의 adatom과 강하게 결합된다. 흡착 벤젠 분자에 두개의 C=C 이중 결합이 있으며 탄소와 Si adatom 사이에 di-σ 결합이 있다. 피리딘 분자는 Si-N dative 결합 또는 di-σ 형태로 D2와 D3 유닛의 adatom과 결합을 한다. 질소 원자의 홀전자쌍에 의해 결합된 dative 결합은 수직 형태의 구조를 띠며 di-σ 결합보다 더 안정한 것으로 나타났다. Di-σ 결합은 Si-C2와 Si-C5 또는 Si-N1와 Si-C4으로 형성된다. We investigated the adsorption of benzene and pyridine on Si(5 5 12) -(2x1) at 80 K by using variable-low temperature scanning tunneling microscopy (STM) and density functional theory (DFT) calculations. The benzene molecule most strongly binds to two adatoms on the D3 and D2 units in a tilted butterfly configuration, which consists of di-σ bonds between C atoms and Si adatoms and two C=C double bonds in the benzene molecule. Pyridine molecules interact with adatom(s) on the D2 and D3 units through both Si-N dative bonding and di-σ bonds. The dative bonding through the lone pair electrons of N atom produces a vertical configuration (pyridine-like), which is more stable than di-σ bonds. Di-σ bonds can be formed either through Si-N1 and Si-C4 or Si-C2 and Si-C5.