Published November 23, 2017 | Version v1
Publication Open

Adsorption of iron tetraphenylporphyrin on (111) surfaces of coinage metals: a density functional theory study

Creators

  • 1. Centre d'Élaboration de Matériaux et d'Études Structurales
  • 2. Interface (United States)
  • 3. Centre for Nanoscience and Nanotechnology
  • 4. Peking University

Description

The adsorption of the iron tetraphenylporphyrin (FeTPP) molecule in its deckchair conformation was investigated on Au(111), Ag(111) and Cu(111) surfaces by performing spin-polarized density functional theory (DFT) calculations taking into account both van der Waals (vdW) interaction and on-site Coulomb repulsion. The deckchair conformation of the molecule favours intermolecular π-π-type interactions in a less densely packed monolayer than the saddle conformation. The activation barrier between the two stable magnetic states (high spin, S = 2 and intermediate spin, S = 1) of the molecule in vacuum disappears upon adsorption on the metal surfaces. The high-spin state of physisorbed FeTPP is stable on all adsorption sites. This result reveals that an external permanent element such as a STM tip or an additional molecule is needed to use FeTPP or similar molecules as model system for molecular spin switches.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم فحص امتزاز جزيء رباعي فينيل بورفيرين الحديد (FeTPP) في تكوينه على سطح الكرسي على الأسطح Au(111) وAg (111) وCu (111) من خلال إجراء حسابات نظرية الكثافة الوظيفية المستقطبة للدوران (DFT) مع الأخذ في الاعتبار كل من تفاعل فان دير فالس (vdW) وتنافر كولومب في الموقع. يفضل تكوين كرسي السطح للجزيء التفاعلات بين الجزيئات من نوع π - π في طبقة أحادية أقل كثافة من تكوين السرج. يختفي حاجز التنشيط بين الحالتين المغناطيسيتين المستقرتين (الدوران العالي، S = 2 والدوران المتوسط، S = 1) للجزيء في الفراغ عند الامتزاز على الأسطح المعدنية. حالة الدوران العالية لفيسيسورب FeTPP مستقرة في جميع مواقع الامتزاز. تكشف هذه النتيجة أن هناك حاجة إلى عنصر خارجي دائم مثل طرف STM أو جزيء إضافي لاستخدام FeTPP أو جزيئات مماثلة كنظام نموذجي لمفاتيح الدوران الجزيئي.

Translated Description (French)

L'adsorption de la molécule de tétraphénylporphyrine de fer (FeTPP) dans sa conformation de chaise longue a été étudiée sur les surfaces Au(111), Ag(111) et Cu(111) en effectuant des calculs de théorie fonctionnelle de la densité polarisée par spin (DFT) en tenant compte à la fois de l'interaction de van der Waals (vdW) et de la répulsion de Coulomb sur site. La conformation en chaise longue de la molécule favorise les interactions intermoléculaires de type π-π dans une monocouche moins dense que la conformation en selle. La barrière d'activation entre les deux états magnétiques stables (spin élevé, S = 2 et spin intermédiaire, S = 1) de la molécule sous vide disparaît lors de l'adsorption sur les surfaces métalliques. L'état de spin élevé du FeTPP physisorbé est stable sur tous les sites d'adsorption. Ce résultat révèle qu'un élément permanent externe tel qu'une pointe STM ou une molécule supplémentaire est nécessaire pour utiliser le FeTPP ou des molécules similaires comme système modèle pour les commutateurs de spin moléculaire.

Translated Description (Spanish)

La adsorción de la molécula de tetrafenilporfirina de hierro (FeTPP) en su conformación de silla de cubierta se investigó en las superficies de Au(111), Ag(111) y Cu(111) mediante la realización de cálculos de la teoría funcional de densidad polarizada por espín (DFT) teniendo en cuenta tanto la interacción de van der Waals (vdW) como la repulsión de Coulomb en el sitio. La conformación de silla de cubierta de la molécula favorece las interacciones intermoleculares de tipo π-π en una monocapa menos densamente empaquetada que la conformación de silla de montar. La barrera de activación entre los dos estados magnéticos estables (espín alto, S = 2 y espín intermedio, S = 1) de la molécula en vacío desaparece tras la adsorción en las superficies metálicas. El estado de alto espín del FeTPP fisisorbido es estable en todos los sitios de adsorción. Este resultado revela que se necesita un elemento permanente externo como una punta STM o una molécula adicional para usar FeTPP o moléculas similares como sistema modelo para interruptores de espín molecular.

Files

2190-4286-8-248.pdf.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d7b72ad832546c236f49aabb4e9412d3
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
امتزاز رباعي فينيل بورفيرين الحديد على (111) سطح من المعادن المعدنية: دراسة نظرية وظيفية للكثافة
Translated title (French)
Adsorption of iron tetraphenylporphyrin on (111) surfaces of coinage metals : a density functional theory study
Translated title (Spanish)
Adsorción de tetrafenilporfirina de hierro en (111) superficies de metales de acuñación: un estudio de teoría funcional de densidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2768477186
DOI
10.3762/bjnano.8.248

Is supplement to
https://openalex.org/W3138260039 (Other)
https://openalex.org/W2376711334 (Other)
https://openalex.org/W2072594297 (Other)
https://openalex.org/W2053631370 (Other)
https://openalex.org/W2051355712 (Other)
https://openalex.org/W2050317300 (Other)
https://openalex.org/W2037348326 (Other)
https://openalex.org/W2021042963 (Other)
https://openalex.org/W1974457739 (Other)
https://openalex.org/W1016811321 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1961877992
  • https://openalex.org/W1970127494
  • https://openalex.org/W1979544533
  • https://openalex.org/W1981368803
  • https://openalex.org/W1981604256
  • https://openalex.org/W1986731219
  • https://openalex.org/W1988081692
  • https://openalex.org/W1994086496
  • https://openalex.org/W1997881381
  • https://openalex.org/W2005443689
  • https://openalex.org/W2006599176
  • https://openalex.org/W2007395042
  • https://openalex.org/W2011075885
  • https://openalex.org/W2017516584
  • https://openalex.org/W2030719255
  • https://openalex.org/W2041594958
  • https://openalex.org/W2044591029
  • https://openalex.org/W2054704030
  • https://openalex.org/W2056236959
  • https://openalex.org/W2058214407
  • https://openalex.org/W2062628988
  • https://openalex.org/W2070256097
  • https://openalex.org/W2079105963
  • https://openalex.org/W2083222334
  • https://openalex.org/W2085602915
  • https://openalex.org/W2087698390
  • https://openalex.org/W2088666564
  • https://openalex.org/W2090380475
  • https://openalex.org/W2122427541
  • https://openalex.org/W2150687058
  • https://openalex.org/W2263300508
  • https://openalex.org/W2308580910
  • https://openalex.org/W2313052497
  • https://openalex.org/W2315968939
  • https://openalex.org/W2329554733
  • https://openalex.org/W2329843004
  • https://openalex.org/W2334812133
  • https://openalex.org/W2557357399
  • https://openalex.org/W2612157500