【摘 要】
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目前,有机电子器件仍然受到较低的载流子迁移率制约,因此人们仍需要对有机薄膜材料的电荷输运特性做更深入的了解。我们已知在特定情况下,能带可以在单晶或者在高结晶度的薄膜中
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目前,有机电子器件仍然受到较低的载流子迁移率制约,因此人们仍需要对有机薄膜材料的电荷输运特性做更深入的了解。我们已知在特定情况下,能带可以在单晶或者在高结晶度的薄膜中形成,进而促使相干的带状传输。因此,由 π-π 键堆叠导致的波函数叠加可产生大带宽的结构,这种大带宽结构很可能意味着其会拥有较高的迁移率。能带色散关系,是理解固体材料基本特性的基础,由能带色散关系可得到材料的电学和光学性质,而使用同步辐射的角分辨紫外光电子能谱技术(ARUPS)可以直接测量得到价带色散,这是一种能够直接研究固体材料电学结构的技术手段。 由于分子间和分子内耦合,传输效率通常由界面的分子定向生长结构主导。在单晶和高晶体薄膜的特殊情况下,可形成能带导致能带传输。对于叠层结构中的波函数重叠,可能会出现大的带宽(因而具有高的迁移率)。目前,在高定向热解石墨(HOPG)上的全氟并五苯(PFP)紫外光电子能谱(UPS)中,可以观察到二聚化现象。 通过高能量光子照射材料以获取材料电子的动能和电子的角分布信息,进而得到材料内部的电子能量和动量。在以石墨烯为基底的 PFP被证明具有分子间的能带色散,氟化分子由于其静电效应被认为有利于 π-π键堆叠结构形成。在之前类似的报道中,HOPG上双层的铅-酞菁染料也形成了二聚体。尽管双层 PFP的二聚现象和其多层体系的束缚能分裂现象的根源是完全相同的,但是从二聚体到能带形成的转换到目前为止还并没有被探索。 本文中采用 UPS为主要研究方法,分三部分做了相关的实验研究: (一)我们通过 UPS表明真空升华的并五苯(PEN)在 HOPG衬底上的生长主要取决于室温和衬底清洁度。在 T=291K时,所有分子在接触层中采用平坦的平躺方向到达清洁(真空退火)的衬底,而在 T=303K时,另外一些分子直立生长。在有缺陷的衬底上,薄膜对于两种温度而言都是无序的,并且包括站立和躺着的分子。 (二)通过UPS对其在 HOPG衬底上生长的 7,8,15,16-四氮杂萘(TAT)薄膜进行了广泛的内在和界面电子性质研究。在 HOPG-TAT界面处仅发生弱的底物-被吸附物相互作用,随着膜厚度的增加观察到真空能级和空穴注入势垒(HIB)的轻微变化。 (三)于日本冈崎国立自然科学研究所(UVSOR)的 BL2B线站测量在HOPG上的PFP固态分子的光电子能谱,来获取在 HOPG上的多层 PFP的能带结构信息(沿垂直于基底的方向),以探索不同材料及薄膜厚度下动量空间中二聚体产生到能带形成的转换关系。
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