有机半导体与银之间用于能级对齐的鲁棒偶极层

金属电极与有机半导体（OS）层之间的界面对所制器件的性能起着决定性作用。为了获得期望的性能，通常会引入中间层来改变有机半导体的附着与生长，并提高电荷通过界面的传输效率。然而，所采用的中间层面临一些共同挑战，包括缺乏用于调节能级相对位置的电偶极子、厚度过大不利于高效电子传输，或者容易与后续沉积的有机半导体层发生混合。在此，我们展示了在银基底上具有完全去质子化羧基的 1,3,5-三(4-羧基苯基)苯（BTB）单分子层，能够形成一个致密层，该层能抵抗混合，同时调节能级对齐，并对基底终止表现出极大的不敏感性。通过结合使用表面敏感技术，即低能电子显微镜与衍射、X 射线光电子能谱和扫描隧道显微镜，我们全面表征了该致密层，并证明了其抵抗与后续沉积的有机半导体层混合的鲁棒性。DFT 计算表明，这种鲁棒性源于羧酸根基团与 Ag 表面的强相互作用，因此第一层中的 BTB 在能量上更有利。同步辐射光电子能谱显示，该层表现出相当大的电偶极子，可用于功函数工程以及分子前线轨道相对于基底费米能级的电子对齐。因此，我们的工作提供了一种广泛适用的分子中间层，并为设计用于高效有机电子器件的电荷注入层提供了必要的通用见解。