本文關鍵詞： 有機/金屬界面 UPS XPS LEED 能級排列 鍵距 電子結構　出處：《蘇州大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：萘嵌苯衍生物薄膜因其較高的熱穩(wěn)定性、抗氧化性以及電子遷移率而被廣泛應用于有機太陽能電池、n型有機場效應晶體管等有機光伏器件中。2011年,蘇州大學樊健教授帶領合成萘嵌苯衍生物7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT),雖然人們在該材料的合成過程、單晶晶體結構等方面取得了一定的研究成果,但考慮到TAT作為一種電子傳輸材料,人們在TAT薄膜與貴金屬界面的電子結構、分子排列等方面仍有待形成一套完整的實驗結果與理論分析。本論文主要利用光電子能譜技術(包括UPS和XPS)、反光電子能譜(IPES)技術、低能電子衍射(LEED)技術以及X射線駐波衍射(XSW)技術研究了采用真空蒸發(fā)沉積制備法的小分子有機材料7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT)薄膜在Au(111)、Ag(111)和Cu(111)三種貴金屬襯底上的形成機理、電子結構、界面電子傳輸性質以及薄膜中TAT分子的取向和吸附高度。其主要內(nèi)容包括:(1)7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT)的在三種貴金屬襯底上的價帶能級分布和電子傳輸特性。通過IPES表征技術,我們分析了多層TAT薄膜在Au(111)襯底上的LUMO能級的位置,并結合原位UPS實驗結果推算出TAT材料本身的導帶與價帶之間傳輸帶隙值,從而進一步推算出TAT在Ag(111)和Cu(111)襯底上的LUMO能級的位置。通過UPS表征技術,我們分析了不同厚度的TAT薄膜在三種貴金屬襯底上的電子結構,具體包括樣品真空能級位移、HOMO能級、空穴注入勢壘等參數(shù)。這些參數(shù)為構畫TAT/Au(111)、TAT/Ag(111)和TAT/Cu(111)能級排列圖提供了重要的信息。(2)7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT)的在三種貴金屬襯底上的核心能級分布。我們通過XPS表征技術分析了三種貴金屬襯底上不同厚度的TAT薄膜的核心能級和原子化學種類。我們發(fā)現(xiàn),與UPS實驗結果相吻合,單層與多層TAT/Au(111)的各元素核心能級分布十分接近,無論是C 1s譜(以及N 1s譜)中各峰的峰形、峰的相對強度還是峰的位置,單層薄膜的XPS譜和多層的都十分相近,反映TAT在Au(111)襯底上物理吸附的特性。而單層TAT在Ag(111)和Cu(111)上的XPS譜則與多層TAT大有不同,反映出TAT在兩種襯底上化學吸附的復雜性。(3)7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT)的在三種貴金屬襯底上的分子取向和吸附高度。通過LEED技術,我們分析了三種襯底上單層和多層TAT薄膜的二維晶體結構。我們發(fā)現(xiàn),在Au(111)襯底上的TAT薄膜晶體結構最為接近單晶TAT,Ag(111)襯底上的單層和多層TAT薄膜二維晶胞面積略大于在Au(111)表面對應的數(shù)值。而在Cu(111)襯底上LEED譜圖十分模糊,無法推算二維晶胞參數(shù),但同時也反映出TAT與Cu(111)襯底間極強的化學作用。根據(jù)XSW結果,我們得知TAT在Au(111)、Ag(111)和Cu(111)上的平均吸附高度依次遞減,分別為3.16?,2.96?和2.46?,但TAT分子在襯底表面始終都沒有扭曲或者輕度扭曲。綜合采用多種界面表征手段得出的界面結論能夠為器件的優(yōu)化設計起到指導的作用,同時也能夠使我們以界面為切入點,提高器件的效率。至此,希望本課題的工作成果能夠為TAT有機材料在有機光電子器件上的應用提供一定的幫助。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O625.15;O64

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