金属-有机界面处的输运带隙打开

结合紫外光电子能谱和反光电子能谱，研究了酞菁铜（CuPc）与两种代表性金属衬底（即Au和Co）之间的界面形成。CuPc的占据和未占据分子轨道以及由此决定的输运带隙受到薄膜厚度（即分子-衬底距离）的强烈影响。由于金属衬底提供的镜像电荷势，CuPc的输运带隙从1 nm厚度时的$(1.4 \pm 0.3)$ eV“打开”到$(2.2 \pm 0.3)$ eV，并在CuPc厚度超过10 nm后饱和于此值。Au和Co衬底的界面偶极分别为1.2 eV和1.0 eV，主要取决于金属衬底的功函数。利用同步辐射进行的X射线光电子能谱测量提供了CuPc与两种金属衬底之间相互作用的详细信息。虽然仅在亚单层覆盖度下存在从Au或Co衬底向Cu金属中心的电荷转移，但作者在纳米级厚度的薄膜中观察到从分子到Co衬底的净电荷转移。因此，费米能级发生了移动，类似于分子发生了p型掺杂。然而，这是一个与镜像电荷势引起的能带移动相竞争的现象。