在器件的设计和制造上,有机半导体器件会涉及到三种不同的界面：“有机／有机”、“有机／无机”和“无机／无机”界面。而这些界面的性质会对有机半导体器件产生很大的影响,因此对材料的界面和表面的电子态,尤其是表面价电子的情况应当作为一个研究的重点。一方面,它可以给材料的选择,界面的生长合成以及器件的结构提出合理的方案,并对器件性能的检测作一定的指导和提供依据；另一方面,对界面和表面的研究可以找到器件的不足之处,选择匹配的能带材料,针对性地对器件进行改进。鉴于本组先前已经作了有机小分子perylene在Ag(110)表面和Ru(0001)表面有序薄膜电子态的研究,对“有机分子／金属衬底”界面的电子态有了一定的了解,为了进一步对“有机分子／半导体衬底”界面的电子态加以了解,并比较两者之间的异同,本工作继续以有机小分子perylene作为吸附质,选取Si(001)作为衬底,进行有机小分子薄膜吸附生长的研究。研究手段为紫外光电子能谱(UPS)、角分辨紫外光电子能谱(ARUPS)和基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算。通过UPS测量,可以从谱图上发现在Fermi level以下0.75e、(2.85eV4.45eV，7.77eV和9.05 eV的位置,有perylene分子的特征发射峰,随着覆盖的增大,谱峰位置发生移动。结合ARUPS和DFT理论计算可知,在覆盖度为0.5ML的时候,perylene分子的短轴垂直于衬底表面,同时分子的长轴平行于衬底表面,并且与衬底top原子层的dimer垂直,另外分子与分子之间两两相对,吸附单元的重复周期为(2×6),一个周期内有两个perylene分子。在覆盖度为1.0ML的时候,perylene分子同样直立吸附,它的长轴垂直于衬底表面,同时分子的短轴平行于衬底表面,并且与衬底top原子层的dimer垂直,另外为了增加分子间的相对间距,分子与分子之间两两错开呈拉链状,吸附单元的重复周期为(2×6),一个周期内有四个perylene分子。随着覆盖度的增加,体系功函数慢慢减小,当覆盖度到1.0ML时功函数达到最小,之后又渐渐增大。这些都是由吸附分子和衬底的吸附界面上形成的偶极层引起的。为了对不同“有机分子／半导体”界面的电子态加深了解,并比较它们之间的异同,本工作又以有机小分子FePc作为吸附质,选取Si(110)表面作为衬底,进行有机小分子薄膜吸附生长的比较研究。研究手段同样为紫外光电子能谱(UPS)、角分辨紫外光电子能谱(ARUPS)和基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算。FePc分子吸附在Si(110)表面,其紫外光电子能谱的峰位分别在Fermi能级以下2.73eV，4.90eV，7.74eV及10.52 eV等处。在单层(monolayer)吸附时,体系功函数达到最小的4.02eV。它的最可能吸附位置是BRIDGE。这种情况下FePc分子距离衬底为2.178A,并且以经过分子中心铁原子且沿[112]晶向的轴发生折叠,形成17.132°的折叠角。在多层吸附的时候(multilayer),体系的功函数为4.23eV,最近层分子距离变为2.191A,次近层分子距离衬底为3.48lA°另外有机分子还会在沿衬底[001]和[110]两个晶向上发生一定的倾斜。为了进一步对FePc分子在Si(110)吸附的表面电子态的结果作一些佐证性的研究,本工作对FePc分子薄膜在Si(110)表面上的生长过程,进行了X射线光电子能谱(XPS)测量,希望对"FePc/Si"界面上的相互作用有更深入地了解。FePc分子在Si(110)表面吸附过程中的芯电子Si2p和Cl s的X射线光电子能谱的研究表明,在"FePc/Si"界面处形成了一定量的SiC,FePc分子内部吡啶环中有相对强烈的相互作用,分子臂芳香环结构与衬底也有一定的相互作用存在。XPS的分析结果佐证了前一个工作中第一性原理计算的结果。