金屬-有機(jī)半導(dǎo)體界面的電子結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、有機(jī)半導(dǎo)體材料在金屬表面的吸附，由于其在制造小尺寸、高性能的電子器件方面的潛在應(yīng)用前景，引起了人們的研究興趣。許多研究表明控制生長(zhǎng)高質(zhì)量有序薄膜是制造這些電子器件最為關(guān)鍵的因素。因此，研究吸附分子在界面上的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)是必需的，這些結(jié)構(gòu)直接影響電荷注入能力、電荷遷移和光子的發(fā)射過程。分子在基底上的自組裝結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的是分子一基底作用和分子一分子作用之間的平衡。分子和基底的相互作用控制著界面電子態(tài)以及單分子和分子群體在基底表面的吸附結(jié)構(gòu)

2、。
　　 我們用密度泛函理論計(jì)算了Fluorescein分子在Ag(110)基底上的吸附結(jié)構(gòu)和電子態(tài)。Fluorescein分子的最穩(wěn)定的吸附結(jié)構(gòu)是空位吸附，吸附能是2.43eV。這個(gè)吸附結(jié)構(gòu)最主要是由分子和基底的相互作用決定的，尤其是Ag和O之間的相互作用。電荷主要從金屬基底遷移到有機(jī)分子，從而使得基底最上層的有Ag原子顯正電性，增強(qiáng)了Ag和有機(jī)分子之間的吸附作用。Ag和O之間的相互作用使得分子中的Triring平面扭曲，變成

3、非平面。
　　 接下來我們利用紫外光電子能譜(UPS)、角分辨紫外光電子能譜(ARUPS)和密度泛函理論(DFT)研究了Ag(110)基底表面FePc分子的吸附狀況。隨著有機(jī)分子覆蓋度的增加，Ag基底的d電子峰的移動(dòng)和有機(jī)分子FePc的特征峰的變化說明有機(jī)分子軌道和基底的d能帶之間存在相互作用，有機(jī)分子和基底之間存在電荷的轉(zhuǎn)移和重新分布。ARUPS測(cè)量顯示單分子層時(shí)有機(jī)分子平面平行于基底平面。第一性原理的理論計(jì)算證實(shí)了實(shí)驗(yàn)的結(jié)論

4、并且得到頂位吸附是最穩(wěn)定的吸附結(jié)構(gòu)。
　　 最后我們用掃描隧道顯微鏡(STM)和第一性原理(DFT)研究了FePc分子在Cu(100)面上的吸附結(jié)構(gòu)。如果FePc分子以小于0.1ML/min的蒸發(fā)速率蒸發(fā)，當(dāng)未達(dá)到單層覆蓋時(shí)，我們可以看到FePc分子以各自孤立、分散和平躺的方式吸附在基底表面。如果分子的沉積速率大于0.5ML/min，F(xiàn)ePc分子不是以單個(gè)分子的形式吸附，而是以分子團(tuán)簇吸附在基底表面上。對(duì)基底進(jìn)行高于420K的加