We have studied the adsorption of pentacene on Ge(100) using scanning tunneling microscopy (STM). Four different distinct features labeled A, B-1, B-2 and C were found in the STM images taken at room temperature. In the A configuration, the pentacene molecules adsorb parallel to the Ge dimer rows and are lying on top of the dimer row. In the B-1 and B-2 configurations, the pentacene molecules adsorb perpendicular to the Ge dimer row directions. Among them, the B-1 configuration is divided symmetrically into two parts and the B-2 configuration is divided into three unequal parts. In the C configuration, the pentacene molecules adsorb parallel to the Ge dimer rows and are located in between two Ge dimer rows. The C configuration was converted into a more stable A configuration during scanning by STM tip. The diffusion of pentacene in the A configuration is observed at room temperature. With annealing the pentacene adsorbed surface to 350℃, it is found that the A and C configurations are converted into the B-2 configuration, however, the B-1 configuration is retained. We conclude that the B configuration is thermodynamically most stable.
이 논문에서는 Ge(100) 표면 위에 pentacene 분자들의 흡착에 관해서 주사 터널링 현미경(STM)을 통해 연구하였다. 상온에서 pentacene 분자의 네 가지 흡착 구조에 의한 feature들을 확인할 수 있었다. 첫 번째 구조는 Ge dimer row에 평행하면서, dimer row위에 흡착된 구조이다(A). 두 번째와 세 번째 구조는 Ge dimer row에 수직이면서, dimer 사이에 흡착된 구조이다(B-1, B-2). B-1구조는 symmetric하게 두 부분으로 나뉘어 진 것이고, B-2 구조는 일정하지 않게 세 부분으로 나뉘어진 것이다. 마지막으로 Ge dimer row에 평행하면서 두 개의 dimer row들 사이에 흡착된 구조가 있다(C). 주사 터널링 현미경의 탐침에 의해서 C의 구조가 A의 구조로 변하는 과정을 관찰하였다. 이러한 변화를 볼 때 A의 구조가 C의 구조보다 더 안정한 구조임을 알 수 있었다. 또한 상온에서 A 구조의 확산 현상도 관찰할 수 있었다. Pentacene이 흡착된 표면의 온도를 350℃ 정도로 올려줬을 때, A, C의 구조가 열에 의해 모두 B-2로 변하는 것을 확인하였다. 또한 B-1의 구조는 그대로 남아 있는 것을 확인하였다. 이 현상은 높은 덮임율에서도 관찰할 수 있었다. 결론적으로 B가 열역학적으로 가장 안정한 구조임을 알 수 있었다.