高度に配向を規定した有機積層膜の電子状態と価電子帯スペクトル構造の真の原因

高取向有机堆叠薄膜电子态和价带光谱结构的真正原因

基本信息

批准号：
14750004
负责人：
解良聡
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

有機分子性固体における基礎物性の正しい理解を目的として、種々の評価手法により有機・無機界面に特有な「電子構造」・「界面反応」について研究を行った。本年度は電子状態の高分解能測定を目指して、高分解能紫外光電子分光装置の開発を行った。超高真空排気システムが完成し、295Kで装置分解能60meVを達成するに至っている。本装置を用いて、高度に配向を規定した銅フタロシアニン有機超薄膜を作成したところ、過去に報告例のない極めてシャープな価電子帯バンドを検出することに成功した。配向決定は表面敏感なメタステーブル原子電子分光法によって行った。この結果は有機分子性固体において観測される光電子スペクトル構造の線幅の起源について、規定の概念を越えた新たな議論展開の幕開けを意味するほどのものであり非常に興味深い。また価電子帯準位としては初めて、その線幅から基板と吸着分子間の電荷移動速度の上限を見積もることができた。バンド幅の膜厚依存性の結果から、膜厚の増加と共に線幅の増加および形状の変化とエネルギー位置のシフトを検出した。現在、観測された価電子帯バンド微細構造の起源について検討している段階である。また類似の各種フタロシアニン分子へ展開した結果、分子内双極子の配列方向の違いによる価電子帯バンド構造の変化を捉えることにも成功した。このような分子配向の違いによる、観測されるエネルギー位置の変化を明確に捉えた例は無く、無機界面におけるエネルギーアライメント問題とも関連して興味深い結果である。また、有機・金属界面における諸現象について、ペリレン誘導体であるPTCDA薄膜とインジウムの系に関して検討した。接触界面における反応を伴った膜構造変化を低速電子線透過法、および高分解能エネルギー損失分光法により検証した。その結果、インジウムとPTCDA分子の反応(反応比1:4)によって、界面で新物質層が形成されることが明らかとなった。この新物質はギャップ準位の形成によって、バンドギャップが大幅に減少するという価電子帯構造の大きな変化を伴っており、今後高分解能紫外光電子分光装置による測定に興味が持たれる。

为了正确理解有机分子固体的基本物理特性，我们通过各种评估方法研究了有机和无机区域独有的“电子结构”和“表面”。今年，我们开发了一个高分辨率的紫外线电子划分设备，目的是测量电子状态的电子状态。超高真空排气系统已经完成，295K达到了60mev的设备分辨率。使用此设备，创建了一个具有高度方向的青铜扁平丙氨酸有机超薄薄膜，并成功地检测出极为锋利的波段而没有过去的报道。布置决定是由表面敏感的元表原子电子照明方法做出的。这个结果非常有趣，以至于有机分子固体观察到的光学电子光谱结构的线宽度的起源是指超出指定概念的新辩论的开始。从线宽度估算了底物和吸附剂分子之间电荷运动速度的上限首次作为值。基于带宽的结果，线宽度的增加，形状的变化以及能量位置从膜厚度依赖性的结果转移。目前，我们正在考虑显微镜微观带的起源。另外，由于各种相似的淡氧烷分子的发展，由于分子分子在分子分子中双极方向的差异，它也成功地改变了值 - 带状结构。没有情况可以清楚地捕获由于分子取向的差异而观察到的能量位置的变化，并且与无机场的能量对齐相关，这是一个有趣的结果。此外，还研究了有关PTCDA薄膜和依赖系统的有机和金属界面现象，该系统是Perillen衍生物。伴随着接触界面的膜结构变化通过低速度电子线的渗透性和水平溶液损失拆分照明验证。结果，依赖性和PTCDA分子之间的反应（反应比1：4）表明在界面处形成了一个新的材料层。该新物质在值区域结构上具有重大变化，其中由于间隙水平的形成，频带间隙显着降低，并且将来使用高分辨率紫外线电子除法设备对测量感兴趣。