苝四甲酸二酐納米結構的制備、表征及光學性能研究.pdf

1、近年來，由于在材料合成、性能調控和器件加工等方面的優(yōu)勢，有機半導體納米材料在構筑具有高柔韌性、大面積、低能耗等優(yōu)勢的發(fā)光二極管(LED)、太陽能電池(SC)、傳感器以及光波導(OW)等光電器件中起著十分重要的作用。在眾多有機半導體材料中，擁有π電子共軛體系、易功能化、熱穩(wěn)定及化學穩(wěn)定等諸多優(yōu)點的有機共軛小分子最引人關注。尤其是由其分子組裝的納米單體，擁有完美的分子取向、高遷移率以及內在的電荷傳輸等獨特的性質;通過準確調控這些納米單體的微

2、觀結構，可以達到優(yōu)化器件性能的目的。因此，研究有機單晶納米材料的合成及其性能的調變，對設計和優(yōu)化器件有重要的指導意義。
　　本論文在超高真空分子束外延系統(MBE)中，利用有機分子束沉積(OMBD)方法，分別以多孔氧化鋁模板(AAO)和玻璃為襯底調變出不同形貌的花四甲酸二酐(PTCDA)的結晶薄膜和單晶結構。利用掃描電鏡，掃描透射電鏡和高分辨透射電子顯微(SEM/STEM/TEM)，大功率的X-射線衍射儀(XRD)，紫外-可見近紅

3、外吸收(UV-vis)和光致發(fā)光(PL)等技術系統地研究了所制備的納米結構和薄膜的表面形貌、內部結構及其相應的光學性能。取得如下結果:
　　1.模板表面曲率和基底溫度（Ts）決定了以AAO作為基底生成的納米結構的形貌。實驗結果表明孔的直徑越大，即模板表面曲率越小，PTCDA分子越不容易成核，晶核數量就越少，不利于納米結構的生成。當選擇孔徑較小的AAO作為襯底，且襯底溫度穩(wěn)定在380℃時，襯底表面生成了納米線;當Ts降低到325℃時

4、，生成了PTCDA納米棒;隨著Ts降低到50℃時得到厚度均一的連續(xù)薄膜。
　　2.在玻璃基底上制備的PTCDA納米結構的SEM結果表明Ts是影響納米結構的形貌和結構的重要因素。當Ts從50增加到350℃，制備出不同形貌的PTCDA納米結構，即低溫區(qū)生成納米顆粒薄膜，中間溫區(qū)生成納米棒，高溫區(qū)生成納米線和納米片。基于VS的氣態(tài)分子自組裝(vapor-solid)機理來解釋了PTCDA納米棒和納米線的形成機制。
　　3.選區(qū)電子