有機半導体薄膜上に付着した金属クラスターの反応性・拡散性の研究

有机半导体薄膜上附着的金属团簇的反应性和扩散性研究

• 批准号: 16750011
• 负责人: 吉田 弘幸
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750011/
• 关键词: 有機半導体; 有機-金属界面; クラスター; 薄膜; PTCDA; 拡散; 蒸着

1.PTCDA薄膜上へのアルミニウムクラスター蒸着代表的な有機半導体である3,4,9,10-perylenetetracalboxylic dianhydride(PTCDA)の薄膜上に1000量体前後のアルミニウム(Al)クラスターを蒸着し、透過型電子顕微鏡(TEM)と電子線回折(LEED)で調べた。また、通常の真空蒸着法によりAl原子を蒸着し比較した。この結果、クラスター蒸着では、Al微粒子が確認されたが、通常法ではAl微粒子は観測されなかった。このことは、Al原子はPTCDA薄膜中に容易に拡散するのに対し、Alクラスターは拡散しにくいことを示している。しかし、TEMで観測された粒子径は、もとのクラスターの粒子径よりも2倍以上大きく、PTCDA上のAl微粒子からもAlがPTCDA薄膜中に拡散しうることがわかった。2.PTCDA薄膜へのアルミニウムの拡散機構の検討PTCDA上のAlの拡散について、角度分解X線光電子分光法(ARXPS)により調べた。この結果、(a)蒸着中のAl原子と(b)蒸着後の金属Al(Al薄膜またはAl微粒子)は、ともにPTCDA薄膜中に拡散し、PTCDA分子と反応することがわかった。上の1の結果とあわせると、PTCDAとAlでは、通常蒸着法では(a)と(b)が同時に起こり、クラスター蒸着では(a)が抑制され主に(b)が起こると考えられる。3.クラスター蒸着法の特徴をいかしうる有機半導体と金属クラスターの探査PTCDAとAlの組み合わせでは、(b)が大きいため通常蒸着とクラスター蒸着のどちらでも有機薄膜中への金属の拡散が起こり、頭書の目的であるクラスター蒸着による有機・金属界面の制御には不向きである。そこで通常蒸着法とARXPSにより(b)が小さい有機薄膜と金属の組み合わせを探した。その結果、ペンタセン薄膜と金の組み合わせが蒸着後の金属の拡散が少ないことがわかった。そこで、現在、金クラスターの生成を試みている。

1.在PTCDA薄膜上沉积铝簇 将约1000mer的铝(Al)簇沉积在典型的有机半导体3,4,9,10-苝四甲酸二酐(PTCDA)薄膜上，形成透射型。使用电子显微镜（TEM）和电子束衍射（LEED）对其进行了研究。此外，使用传统的真空蒸发方法沉积Al原子并进行比较。结果，在簇沉积中观察到Al细颗粒，但在常规方法中没有观察到Al细颗粒。这表明Al原子很容易扩散到PTCDA薄膜中，而Al团簇则不容易扩散。然而，通过TEM观察到的颗粒尺寸是原始团簇的两倍以上，这表明Al可以从PTCDA上的Al细颗粒扩散到PTCDA薄膜中。 2. 铝向PTCDA 薄膜扩散机制的研究使用角分辨X 射线光电子能谱(ARXPS) 研究了Al 在PTCDA 上的扩散。结果发现，(a)蒸发期间的Al原子和(b)蒸发之后的金属Al(Al薄膜或Al细粒)都扩散到PTCDA薄膜中并与PTCDA分子反应。结合上述1的结果，对于PTCDA和Al，认为在普通沉积法中(a)和(b)同时发生，而在簇沉积法中(a)受到抑制，(b)主要发生。 3. 利用团簇蒸镀特性的有机半导体和金属团簇的探索在PTCDA和Al的组合中，由于(b)较大，因此在普通蒸镀和团簇蒸镀中都会发生金属扩散到有机薄膜中它不适合通过簇沉积来控制有机金属界面的目的。因此，我们利用传统气相沉积和ARXPS寻找(b)值较小的有机薄膜和金属的组合。结果表明，并五苯薄膜和金的结合导致沉积后金属扩散较少。因此，我们目前正在尝试生成金簇。