Self-Assembly of Carboranethiol Isomers on Au{111}: Intermolecular Interactions Determined by Molecular Dipole Orientations
Source abstract
Abstract
Self-assembled monolayer (SAM) structures and properties are dominated by two interactions: those between the substrate and adsorbate and those between the adsorbates themselves. We have fabricated self-assembled monolayers of m-1-carboranethiol (M1) and m-9-carboranethiol (M9) on Au[111]. The two isomers are nearly identical geometrically, but calculated molecular dipole moments show a sizable difference at 1.06 and 4.08 D for M1 and M9 in the gas phase, respectively. These molecules provide an opportunity to investigate the effect of different dipole moments within SAMs without altering the geometry of the assembly. Pure and co-deposited SAMs of these molecules were studied by scanning tunneling microscopy (STM). The molecules are indistinguishable in STM images, and the hexagonally close-packed adlayer structures were found to have ((square root of 19) x (square root of 19))R23.4 degrees unit cells. Both SAMs display rotational domains without the protruding or depressed features in STM images associated with domain boundaries in other SAM systems. Differing orientations of molecular dipole moments influence SAM properties, including the stability of the SAM and the coverage of the carboranethiolate in competitive binding conditions. These properties were investigated by dynamic contact angle goniometry, Kelvin probe force microscopy, and grazing incidence Fourier transform infrared spectroscopy.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Molecular Junctions and Nanostructures · Nanowire Synthesis and Applications · Surface Chemistry and Catalysis
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Departments of Chemistry and Physics, 104 Davey Laboratory, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802-6300
Aldrich Materials Science, Sigma-Aldrich Company, 6000 North Teutonia Avenue, Milwaukee, Wisconsin 53209
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