【摘要】 现代光电子技术是建立在对半导体材料的电子特性的基本知识的基础上的,而半导体材料的电子特性可以通过对作为标准样品的材料的单晶进行精确的分析来获得。

现代光电子技术是建立在对半导体材料的电子特性的基本知识的基础上的,而半导体材料的电子特性可以通过对作为标准样品的材料的单晶进行精确的分析来获得。就有机半导体材料而言,尽管技术上的困难阻碍了利用光电子能谱直接测量有机半导体单晶的电子特性,但最近实验方法的进展已经为利用有机半导体单晶以更高的精度和精度获取其电子能带、缺陷诱导的“间隙态”和核心能级开辟了一条途径。

一种常用的技巧是使用超薄(通常比10 nm)的晶体薄膜而不是块状晶体样品,以有效地将光空穴传输到金属衬底和/或为了方便光空穴的消除,利用来自衬底的电子通过样品的“电子路径”收缩在这一方向上,Hasegawa[1]及其同事首次报道了利用正常发射UPS光谱的激发能依赖性,在半导体分子双-(1,2,5-噻二唑)-对喹啉(1,3-二噻唑)(BTQBT)的几个分子厚晶体层上形成分子间价带的实验证据。

一系列ARUPS在不同晶型的并五苯超薄膜上的工作是另一个成功的例子[2]。近年来,以溶液为基础生产超毫米宽的高迁移率有机半导体分子薄单晶薄膜的新技术取得了迅速进展。需要注意的是,由于这些单层单晶通常被放置在与有机场效应晶体管(OFET)器件的源极和漏极相连的介电(绝缘)衬底上,因此对此类器件结构的ARUPS分析需要使用平行于介电衬底的从这些电极流出的光电流。由于光空穴(即抵消电子)在横向上很难穿过毫米尺度的体晶体,因此有必要在介电衬底上使用具有交错排列结构的微观图像化电极进行光发射分析。

 

[1] S. Hasegawa, T. Mori, K. Imaeda, S. Tanaka, Y. Yamashita,H. Inokuchi, H. Fujimoto, K. Seki and N. Ueno, J. Chem.Phys., 1994, 100, 6969–6973.

[2] M. Ohtomo, T. Suzuki, T. Shimada and T. Hasegawa, Appl.Phys. Lett., 2009, 95, 123308.