Mapování elektrostatického silového pole jednotlivých molekul z obrázků rastrovacích mikroskopů s vysokým rozlišením

Rozložení elektronové hustoty v molekule do značné míry určuje její chemické vlastnosti. V této práci jsme ukázali způsob, kterým je možné měřit elektrostatické silové pole pocházející z nehomogenní distribuce elektronového náboje v molekule se submolekulárním rozlišení. Metoda využívá charakteristických zkreslení přítomných v obrázcích molekul s vysokým rozlišením pořízených pomocí mikroskopů atomárních sil (AFM), které jsou z velké části způsobeny elektrostatickou silou působící mezi hrotem mikroskopu a měřené molekuly. Tudíž elektrostatické silové pole, popř. potenciál nad jednotlivými molekulami mohou být získány pomocí geometrické transformace mezi dvěma obrázky mikroskopu atomárních sil získaných dvěma různými hroty.

Stanovení elektrostatického pole nad danou molekulou. (a) Filtrované snímky AFM měřené v konstantní výšce molekuly TOAT na povrchu Cu (111) získané pomocí hrotu s jedním Xe atomem. Křížky označují charakteristické vrcholy. (b) Obdobný obrázek jako obrázek (a), ale měřeno pomocí hrotu zakončeného jednou CO molekulou. (c) elektrostatické silové pole vypočtené pomocí metody DFT. c) experimentálně stanovené elektrostatické silové pole získané po odečtení van der Waalsovy silové složky z deformačního pole získaného ze snímků uvedených v bodech (a) a (b) pomocí nové metody.(e) vypočtený elektrostatický potenciál pomocí metody DFT a (f) elektrostatický potenciál určený z experimentálního deformačního pole uvedeného na obrázku (d).

¹Department of Thin Films and Nanostructures, Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Cukrovarnická 10, 162 00 Prague, Czech Republic
²Department of Chemistry, Condensed Matter and Interfaces, Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University, PO Box 80 000, 3508 TA Utrecht, The Netherlands