1、過(guò)去幾十年，由于有機(jī)半導(dǎo)體材料合成的多樣化，材料的高產(chǎn)率和低成本，并能夠根據(jù)功能需要進(jìn)行準(zhǔn)確的控制等優(yōu)勢(shì)，在有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs）、有機(jī)光伏電池(OPVs)、氣體傳感器、異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、超快光開(kāi)關(guān)等有機(jī)元器件中顯示了巨大的應(yīng)用前景。有機(jī)半導(dǎo)體器件通常為層狀結(jié)構(gòu)，包含有多個(gè)有機(jī)/有機(jī)，有機(jī)/金屬（電極）界面。已有研究結(jié)果表明，有機(jī)薄膜的晶體取向及其有序化對(duì)有機(jī)電子器件的性能有著巨大的影響。因此對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體在金屬襯底上的吸附行為和電子性質(zhì)

2、的深入研究，將有助于我們對(duì)有機(jī)分子的生長(zhǎng)機(jī)理以及有機(jī)半導(dǎo)體的器件行為加深理解。在本論文中，我們運(yùn)用表面科學(xué)技術(shù)方法紫外光電子能譜(UPS)，并結(jié)合基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理計(jì)算研究了有機(jī)分子在相關(guān)電極表面的吸附屬性和電子性質(zhì)。
　　首先，我們利用UPS表面分析技術(shù)和基于DFT的第一性原理的計(jì)算研究了有機(jī)分子tetracene吸附在Ag(110)的表面的行為。UPS測(cè)量得出源于有機(jī)tetracene分子的五個(gè)特征峰α、β

3、、γ、δ和ε，分別位于費(fèi)米能級(jí)以下3.4、5.7、6.3、7.2和8.8eV。特征峰α由tetracene分子HOMO（最高占據(jù)分子）軌道形成，具有b1g對(duì)稱性的π軌道特征，主要源于C2p軌道中的電子貢獻(xiàn)。隨著有機(jī)覆蓋度增加，相應(yīng)的特征峰位置幾乎沒(méi)有發(fā)生位移，說(shuō)明tetracene分子和Ag(110)襯底的相互作用相對(duì)較弱。表面功函數(shù)的減少表明tetracene分子在Ag(110)表面存在極化。理論計(jì)算揭示了有機(jī)分子tetracece吸

4、附在Ag(110)表面的最穩(wěn)定吸附位置。有機(jī)分子tetracene長(zhǎng)軸沿Ag(110)表面的[001]方向，分子平躺于Ag表面兩列Ag原子行之間，有機(jī)分子tetracene第二個(gè)苯環(huán)的中心位于Ag(110)表面第二層Ag原子的正上方。有機(jī)tetracene分子吸附前后的態(tài)密度(DOS)計(jì)算結(jié)果顯示，來(lái)自于有機(jī)tetracene分子的s和p軌道的DOS強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變化，DOS特征峰位置向低能端移動(dòng)了1.15eV，表明了襯底d電子和有機(jī)分子

5、的p軌道的耦合相互作用較弱。
　　然后，我們利用UPS和基于DFT的第一性原理計(jì)算，對(duì)CuPc在石墨烯(graphene)表面的吸附結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)進(jìn)行了研究。在UPS譜中，出現(xiàn)了五個(gè)與CuPc分子有關(guān)的特征峰α、β、γ、δ和ε，它們分別位于費(fèi)米能級(jí)下1.48、3.66、4.98、6.90和9.04eV處。LUMO軌道主要是Cu3d軌道的貢獻(xiàn)，HOMO軌道來(lái)自于C2p軌道的貢獻(xiàn)。隨著CuPc分子覆蓋度的增加，CuPc分子的最高占據(jù)分

6、子軌道(HOMO)向高結(jié)合能方向發(fā)生了移動(dòng)，這一移動(dòng)源于CuPc薄膜在界面處的能帶彎曲。當(dāng)CuPc薄膜厚度達(dá)到10nm時(shí)，HOMO位置沿著高結(jié)合能方向移動(dòng)了0.14eV。在剛開(kāi)始沉淀CuPc薄膜過(guò)程中，功函數(shù)發(fā)生了略有增加，且這一功函數(shù)的增加可以歸結(jié)為Cu2+3d電子與石墨烯2p電子的相互作用，導(dǎo)致界面處出現(xiàn)弱的極化。DFT理論計(jì)算表明CuPc在graphene表面吸附最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是在頂位(T)位置，吸附分子CuPc離襯底表面的高度大約為