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FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

万力 曹亮 张文华 韩玉岩 陈铁锌 刘凌云 郭盼盼 冯金勇 徐法强

FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

万力, 曹亮, 张文华, 韩玉岩, 陈铁锌, 刘凌云, 郭盼盼, 冯金勇, 徐法强
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  • 基于C60受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO2(110)及C60的界面电子结构, 以及FePc与C60分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO2(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO2(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C60和C60/FePc界面形成过程中, FePc与C60分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C60的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C60分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10975138, 11175172)资助的课题.
    [1]

    Coakley K M, McGehee M D 2004 Chem. Mater. 16 4533

    [2]

    Li G, Shrotriya V, Huang J, Yao Y, Moriarty T, Emery K, Yang Y 2005 Nature Materials 4 864

    [3]

    Aristov V Y, Molodtsova O V, Maslyuk V V, Vyalikh D V, Bredow T, Mertig I, Preobrajenski A B, Knupfer M 2010 Org. Electron. 11 1461

    [4]

    Sun J T, Pan L D, Hu H, Du S X, Gao H J 2010 Chin. Phys. B 19 097809

    [5]

    Ruden P 2011 Nature Materials 10 8

    [6]

    Opitz A, Bronner M, Brütting W, Himmerlich M, Schaefer J, Krischok S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 212112

    [7]

    Gao W Y, Kahn A 2002 Org. Electron. 3 53

    [8]

    Park S H, Jeong J G, Kim H J, Park S H, Cho M H, Cho S W, Yi Y J, Heo M Y, Sohn H 2010 Appl. Phys. Lett. 96 013302

    [9]

    Allemond P M, Koch A, Wudl F, Rubin Y, Diederih F, Alvarez M M, Anz S J, Whetten R L 1991 J. Am. Chem. Soc. 113 1050

    [10]

    Neugebauer H, Brabec C J, Hummelen J C, Sariciftci N S 2000 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 61 35]

    [11]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Jiang W W, Huang J Z, Song D D, Zhu H N, Huang J Y, Xu X R 2008 Acta Phys. Sin. 57 5911 (in Chinese) [袁广才, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 姜薇薇, 黄金昭, 宋丹丹, 朱海娜, 黄金英, 徐叙瑢 2008 物理学报 57 5911]

    [12]

    Kim I, Haverinen H M, Wang Z X, Madakuni S, Kim Y, Li J, Jabbour G E 2009 Chem. Mater. 21 4256

    [13]

    Evangelista F, Ruocco A, Corradini V, Donzello M P, Mariani C, Betti M G 2003 Surf. Sci. 531 123

    [14]

    Hill I G, Kahn A, Soos Z G, Pascal R A 2000 Chem. Phys. Lett. 327 181

    [15]

    Scott J C 2003 J. Vac. Sci. Tech. A 21 521

    [16]

    Watanabe M, Sano K, Inoue M, Takagi T, Nakao T, Yokoa K, Takada J 1998 Appl. Surf. Sci. 663 130

    [17]

    Sato N, Yoshida H, Tsutsumi K 2003 Synth. Metals 133 673

    [18]

    Li Q X, Yang J Y, Li Z Y, Hou J G, Zhu Q S 2001 Acta Phys. Sin. 50 1877 (in Chinese) [李群祥, 杨金龙, 李震宇, 侯建国, 朱清时 2001 物理学报 50 1877]

    [19]

    Dou W D, Song F, Huang H, Bao S N, Chen Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 628 (in Chinese) [窦卫东, 宋飞, 黄寒, 鲍世宁, 陈桥 2008 物理学报 57 628]

    [20]

    Kessler B 1998 Appl. Phys. A 67 125

    [21]

    Palmgren P, Priya B R, Niraj N P P, Göthelid M 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 3602

    [22]

    Zhang W H, Mo X, Wang G D, Wang L W, Xu F Q, Pan H B, Shi M M, Chen H Z, Wang M 2007 Acta Phys. Sin. 56 4936 (in Chinese) [张文华, 莫雄, 王国栋, 王立武, 徐法强, 潘海斌, 施敏敏, 陈红征, 汪茫 2007 物理学报 56 4936]

    [23]

    Ohno T R, Chen Y, Harvey S E, Kroll G H, Weaver J H, Hauer R E, Smalley R E 1991 Phys. Rev. B 44 13747

    [24]

    Gentry K P, Gredig T, Schuller I K 2009 Phys. Rev. B 80 174118

    [25]

    Jiang Z Q, Zhang W H, Jin L, Yang X, Xu F Q, Zhu J F, Huang W X 2007 J. Phys. Chem. C 111 12434

    [26]

    Thomas A G, Flavell W R, Kumarasinghe A R, Tsoutou D, Khan N, Chatwin C, Rayner S, Smith G C, Stochbauer R L, Warren S, Johal T K, Patel S, Holland D 2007 Phys. Rev. B 75 035105

    [27]

    Jin D 2011 Ph. D. Dissertation (Hangzhou: Zhejiang University) (in Chinese) [金丹 2011 博士学位论文 (杭州: 浙江大学)]

    [28]

    Lozzi L, Santucci S 2011 J. Chem. Phys. 134 114709

    [29]

    Vogtenhuber D, Podloucky R, Redinger J, Hebenstreit E L D, Hebenstreit W, Diebold U 2002 Phys. Rev. B 65 125411

    [30]

    Akaike K, Opitz A, Wager J L, Brütting W, Kanai K, Ouchi Y, Seki K 2010 Org. Electron. 11 1853

    [31]

    Yen J C, Sheng H Y, Chain S H 2009 Chem. Rev. 109 5868

    [32]

    Å hlund J, Nilson K, Schiessling J, Kjeldaard L, Berner S, Må rtensson N, Puglia C, Brena B, Nyberg M, Luo Y 2006 J. Chem. Phys. 125 034709

  • [1]

    Coakley K M, McGehee M D 2004 Chem. Mater. 16 4533

    [2]

    Li G, Shrotriya V, Huang J, Yao Y, Moriarty T, Emery K, Yang Y 2005 Nature Materials 4 864

    [3]

    Aristov V Y, Molodtsova O V, Maslyuk V V, Vyalikh D V, Bredow T, Mertig I, Preobrajenski A B, Knupfer M 2010 Org. Electron. 11 1461

    [4]

    Sun J T, Pan L D, Hu H, Du S X, Gao H J 2010 Chin. Phys. B 19 097809

    [5]

    Ruden P 2011 Nature Materials 10 8

    [6]

    Opitz A, Bronner M, Brütting W, Himmerlich M, Schaefer J, Krischok S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 212112

    [7]

    Gao W Y, Kahn A 2002 Org. Electron. 3 53

    [8]

    Park S H, Jeong J G, Kim H J, Park S H, Cho M H, Cho S W, Yi Y J, Heo M Y, Sohn H 2010 Appl. Phys. Lett. 96 013302

    [9]

    Allemond P M, Koch A, Wudl F, Rubin Y, Diederih F, Alvarez M M, Anz S J, Whetten R L 1991 J. Am. Chem. Soc. 113 1050

    [10]

    Neugebauer H, Brabec C J, Hummelen J C, Sariciftci N S 2000 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 61 35]

    [11]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Jiang W W, Huang J Z, Song D D, Zhu H N, Huang J Y, Xu X R 2008 Acta Phys. Sin. 57 5911 (in Chinese) [袁广才, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 姜薇薇, 黄金昭, 宋丹丹, 朱海娜, 黄金英, 徐叙瑢 2008 物理学报 57 5911]

    [12]

    Kim I, Haverinen H M, Wang Z X, Madakuni S, Kim Y, Li J, Jabbour G E 2009 Chem. Mater. 21 4256

    [13]

    Evangelista F, Ruocco A, Corradini V, Donzello M P, Mariani C, Betti M G 2003 Surf. Sci. 531 123

    [14]

    Hill I G, Kahn A, Soos Z G, Pascal R A 2000 Chem. Phys. Lett. 327 181

    [15]

    Scott J C 2003 J. Vac. Sci. Tech. A 21 521

    [16]

    Watanabe M, Sano K, Inoue M, Takagi T, Nakao T, Yokoa K, Takada J 1998 Appl. Surf. Sci. 663 130

    [17]

    Sato N, Yoshida H, Tsutsumi K 2003 Synth. Metals 133 673

    [18]

    Li Q X, Yang J Y, Li Z Y, Hou J G, Zhu Q S 2001 Acta Phys. Sin. 50 1877 (in Chinese) [李群祥, 杨金龙, 李震宇, 侯建国, 朱清时 2001 物理学报 50 1877]

    [19]

    Dou W D, Song F, Huang H, Bao S N, Chen Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 628 (in Chinese) [窦卫东, 宋飞, 黄寒, 鲍世宁, 陈桥 2008 物理学报 57 628]

    [20]

    Kessler B 1998 Appl. Phys. A 67 125

    [21]

    Palmgren P, Priya B R, Niraj N P P, Göthelid M 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 3602

    [22]

    Zhang W H, Mo X, Wang G D, Wang L W, Xu F Q, Pan H B, Shi M M, Chen H Z, Wang M 2007 Acta Phys. Sin. 56 4936 (in Chinese) [张文华, 莫雄, 王国栋, 王立武, 徐法强, 潘海斌, 施敏敏, 陈红征, 汪茫 2007 物理学报 56 4936]

    [23]

    Ohno T R, Chen Y, Harvey S E, Kroll G H, Weaver J H, Hauer R E, Smalley R E 1991 Phys. Rev. B 44 13747

    [24]

    Gentry K P, Gredig T, Schuller I K 2009 Phys. Rev. B 80 174118

    [25]

    Jiang Z Q, Zhang W H, Jin L, Yang X, Xu F Q, Zhu J F, Huang W X 2007 J. Phys. Chem. C 111 12434

    [26]

    Thomas A G, Flavell W R, Kumarasinghe A R, Tsoutou D, Khan N, Chatwin C, Rayner S, Smith G C, Stochbauer R L, Warren S, Johal T K, Patel S, Holland D 2007 Phys. Rev. B 75 035105

    [27]

    Jin D 2011 Ph. D. Dissertation (Hangzhou: Zhejiang University) (in Chinese) [金丹 2011 博士学位论文 (杭州: 浙江大学)]

    [28]

    Lozzi L, Santucci S 2011 J. Chem. Phys. 134 114709

    [29]

    Vogtenhuber D, Podloucky R, Redinger J, Hebenstreit E L D, Hebenstreit W, Diebold U 2002 Phys. Rev. B 65 125411

    [30]

    Akaike K, Opitz A, Wager J L, Brütting W, Kanai K, Ouchi Y, Seki K 2010 Org. Electron. 11 1853

    [31]

    Yen J C, Sheng H Y, Chain S H 2009 Chem. Rev. 109 5868

    [32]

    Å hlund J, Nilson K, Schiessling J, Kjeldaard L, Berner S, Må rtensson N, Puglia C, Brena B, Nyberg M, Luo Y 2006 J. Chem. Phys. 125 034709

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-12
  • 修回日期:  2012-03-05
  • 刊出日期:  2012-09-05

FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

  • 1. 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 核科学技术学院, 合肥 230029
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10975138, 11175172)资助的课题.

摘要: 基于C60受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO2(110)及C60的界面电子结构, 以及FePc与C60分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO2(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO2(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C60和C60/FePc界面形成过程中, FePc与C60分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C60的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C60分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.

English Abstract

参考文献 (32)

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