H-Si(111)上强有机电子受体的原子结构对功函数的调制
材料科学
2019-01-17 v2 应用物理
计算物理
摘要
通过理解原子与电子自由度如何协同或竞争以产生所需功能特性，可在光电子学杂化有机/无机结构方面取得进展。此处我们展示了在模型杂化系统中功函数变化如何受有机组分结构的调制。我们考虑两种氰基醌二甲烷衍生物（F4-TCNQ 和 F6-TCNNQ），它们是强电子受体分子，吸附于 H-Si(111)。通过采用包含多体范德瓦耳斯贡献的范围分离杂化 HSE06 泛函进行系统的结构搜索，我们预测尽管组成相似，由于强分子间相互作用，这些分子在第一层中吸附为显著不同的密堆积几何构型。在多层结构中，F6-TCNNQ 显示出比 F4-TCNQ 强得多的层内相互作用（主要源于范德瓦耳斯贡献）。密堆积几何构型诱导了大的界面电荷重排，导致 F4-TCNQ 和 F6-TCNNQ 的功函数分别增加 1.11 和 1.76 eV。室温下的核涨落产生了宽泛的功函数值分布，可用 σ=0.17 eV 的正态分布很好地建模。我们以 F6-TCNNQ 在 H-Si(111) 上形成显著岛状结构的实验证据，以及预测与实测功函数变化趋势的一致性，证实了我们的发现。
引用
@article{arxiv.1811.00037,
title = {Modulation of the Work Function by the Atomic Structure of Strong Organic Electron Acceptors on H-Si(111)},
author = {Haiyuan Wang and Sergey V. Levchenko and Thorsten Schultz and Norbert Koch and Matthias Scheffler and Mariana Rossi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00037},
year = {2019}
}