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On-surface preparation of coordinated lanthanide-transition-metal clusters

Authors :
Song Gao
Mingjun Zhong
Tianhao Wu
Bing-Wu Wang
Jie Li
Jing Liu
Shimin Hou
Zhen Xu
Ziyong Shen
Rong Sun
Qiang Xue
Ruoning Li
Yongfeng Wang
Hao Tang
Xiong Zhou
Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices and Center for Carbon-based Electronics, Department of Electronics, Peking University
Beijing Academy of Quantum Information Sciences
Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing
Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
South China University of Technology [Guangzhou] (SCUT)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
Nature Communications, Vol 12, Iss 1, Pp 1-10 (2021), Nature Communications, Nature Communications, 2021, 12 (1), ⟨10.1038/s41467-021-21911-z⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2021, 12 (1), ⟨10.1038/s41467-021-21911-z⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Nature Portfolio, 2021.

Abstract

The study of lanthanide (Ln)-transition-metal (TM) heterometallic clusters which play key roles in various high-tech applications is a rapid growing field of research. Despite the achievement of numerous Ln-TM cluster compounds comprising one Ln atom, the synthesis of Ln-TM clusters containing multiple Ln atoms remains challenging. Here, we present the preparation and self-assembly of a series of Au-bridged heterometallic clusters containing multiple cerium (Ce) atoms via on-surface coordination. By employing different pyridine and nitrile ligands, the ordered coordination assemblies of clusters containing 2, 3 and 4 Ce atoms bridged by Au adatoms are achieved on Au(111) and Au(100), as revealed by scanning tunneling microscopy. Density functional theory calculations uncover the indispensable role of the bridging Au adatoms in constructing the multi-Ce-containing clusters by connecting the Ce atoms via unsupported Ce-Au bonds. These findings demonstrate on-surface coordination as an efficient strategy for preparation and organization of the multi-Ln-containing heterometallic clusters.<br />The preparation of lanthanide-transition metal clusters containing multiple lanthanide atoms remains challenging. Here, the authors present the controlled on-surface formation of ligand-stabilized heterometallic Ce/Au clusters containing two, three and four Ce atoms bridged by Au adatoms.

Details

Language :
English
ISSN :
20411723
Volume :
12
Issue :
1
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Communications
Accession number :
edsair.doi.dedup.....66c0f863131d3d92c3f66f93bc07488c