Chúng tôi sử dụng phương pháp AFM để so sánh hình thái học bề mặt của hệ vật liệu 3,4,5-TMD/HOPG (Hình 3.5).
Hình3.5.Kết quả đo AFM bề mặt hệ vật liệu 3,4,5-TMD/HOPG.
Kết quả cho thấy, các phân tử 3,4,5-TMD được cấy ghép thành công trên bề mặt điện cực HOPG. Vì các phân tử 3,4,5-TMD có ba nhóm chức OCH3
được gắn kết tại các vị trí 3, 4, 5 trên vòng benzene nên các gốc aryl tự do sau khi hình thành từ quá trình khử điện hóa không thể tương tác với các gốc aryl đã được cấy ghép trên bề mặt mà chỉ tham gia quá trình cấy ghép trực tiếp với bề mặt. Kết quả là bề mặt HOPG được biến tính bởi màng đơn lớp 3,4,5-TMD. Do đó, mật độ các gốc aryl tự do liên kết với các nguyên tử carbon trên bề mặt của hệ vật liệu HOPG khá cao.
120 nm 50 nm
Hình 3.6. Kết quả đo STM bề mặt của hệ vật liệu 3,4,5-TMD/HOPG.
Để tìm hiểu bản chất liên kết giữa các gốc aryl và bề mặt HOPG, chúng tôi đã sử dụng phương pháp STM, đây là phương pháp cho phép đo hình thái học bề mặt ở mức độ phân giải nguyên tử/phân tử. Kết quả đo STM cho thấy, toàn bộ bề mặt HOPG được bao phủ bởi các phân tử 3,4,5-TMD (Hình 3.6a). Mật độ các phân tử 3,4,5-TMD trên bề mặt HOPG rất cao. Kết quả này có thể được giải thích là do cơ chế hình thành màng đơn lớp (monolayer). Vì vậy, khi khảo sát bằng STM, chúng tôi quan sát được toàn bộ các gốc 3,4,5-TMD liên kết trực tiếp với bề mặt HOPG. Đặc biệt, hình 3.6b-c cho phép chúng ta quan sát trực quan ở cấp độ phân tử liên kết giữa một gốc aryl tự do và mạng carbon bề mặt của hệ vật liệu HOPG. Tại vị trí liên kết và vùng phụ cận (vị trí 1) mạng carbon bị biến dạng và không còn cấu trúc lục giác đặc trưng. Trong khi đó, tại vị trí 2, nơi không có sự xuất hiện của các gốc aryl, cấu trúc lục
a) 15 nm 1 2 b) 1 2,4 nm 2 c)
trí liên kết với các gốc aryl, cấu hình sp2
đặc trưng cho hệ vật liệu carbon bị biến dạng thành cấu hình sp3. Mô hình liên kết và sự hình thành cấu hình sp3
được mô tả như trong Hình 3.6c [19].