不同受体-给体界面几何结构的分子分辨电子景观
介观与纳米尺度物理
2023-03-29 v1 材料科学
摘要
有机半导体是一类在包括太阳能电池在内的众多电子与光电子应用中颇具前景的材料。然而，这些材料往往对局部环境与周围分子几何结构极为敏感，导致对器件功能至关重要的边界与界面附近能級不同于体相。扫描隧道显微镜与谱学（STM/STS）能够在分子及亚分子尺度考察这些界面的结构与电子性质。在此，我们利用亚分子分辨逐像素STS研究原型受体/给体体系PTCDA/CuPc，以展示原型太阳能电池材料中界面几何细微变化的重要性。我们将PTCDA与CuPc依次沉积于NaCl双分子层上以创建与衬底解耦的横向异质结。观察到给体与受体态向相反方向偏移，表明二者间存在平衡电荷转移。与相同表面上孤立分子相比能隙的收窄指示了局部介电环境的影响。此外，我们发现较大团簇中受体与给体的电子态能量均强烈依赖于两种分子的比例与位置。这种界面受体与给体电子态对分子尺度结构的依赖性，对能级排列与器件性能密切相关的器件设计具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2303.16128,
title = {Molecularly Resolved Electronic Landscapes of Differing Acceptor-Donor Interface Geometries},
author = {Katherine A. Cochrane and Tanya S. Roussy and Bingkai Yuan and Gary Tom and Erik Mårsell and Sarah A. Burke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16128},
year = {2023}
}