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本文利用高分辨电子能量损失谱(HighResolutionElectronEnergyLossSpectroscopy,HREELS)和光电子谱(Photoemissionspectroscopy,PES)以及扫描隧道显微镜(ScanningTunnelingMicroscopy,STM)等传统和新颖的表面测试手段相结合对涉及有机发光器件相关的界面问题、钌表面氧化及其原子结构和电子性质、金属表面异质节的生长等问题进行了研究。
MgF2经常被用来加在有机发光器件的电极与有机发光层之间以改善器件的性能,但是对于MgF2和有机层之间发生的相互作用方式还不是太清楚。MgF2与Alq3(八羟基喹啉)界面的研究结果表明无论是MgF2蒸镀到Alq3上还是Alq3蒸镀到MgF2上的情况,MgF2与Alq3均发生了反应。在反应中,对应于Alq3(八羟基喹啉)分子的非平面苯环弯曲振动的能量损失峰的位置发生了移动。在MgF2蒸镀到Alq3上以及Alq3蒸镀到MgF2上的两种情况下,该能量损失峰的位移动作是一致的。HREELS的研究结果表明从MgF2中分解出来的Mg与Alq3中的Al、O和N相互作用,反应后Mg的位置处于Alq3分子的平面外。搞清楚MgF2与Alq3之间的相互作用方式有利于进一步了解绝缘层改善有机发光器件性能的机制。
和MgF2一样,LiF也经常被用来加在有机发光器件的电极与有机发光层之间以改善器件的性能。过去的研究表明,LiF分解后释放出Li原子可以改善有机发光器件的性能。对在几种条件下LiF和Al的化学反应的研究表明:在有Alq3参与的情况下,LiF和Al在室温下发生反应。在Al/LiF/Alq3系统中,Lils的峰发生了0.25eV的位移,同时Fls也发生了相应的位移。在没有Alq3参与的情况下,LiF和Al在室温下不发生反应。但是加热样品至350K后,在Lils峰的低能端0.85eV处出现了一个伴峰。XPS研究表明这个伴峰对应的是金属态的Lils。这表明LiF和Al在加热条件下发生了反应,HREELS的结果也验证了这一结论。这一研究结果提示我们在制备没有Alq3的有机发光器件的时候,可以通过加热器件的方法来使加在Al电极和有机发光层之间的LiF和Al电极发生反应并分解释放出Li原子,从而达到改善器件性能的目的。
由于氧吸附在钌表面的形貌和电子态的研究涉及催化的一个模型体系,而这又是物理和化学方面的许多基础问题之一,因此其研究意义重大。利用STM和UPS我们对不同氧吸附量下的Ru(10-10)表面进行了研究。在氧吸附量为0.4和2.0L时,我们得到了c(2x4)-2O和(2xl)p2mg-2O两个吸附相。STM研究表明,在c(2x4)-2O吸附相时四个Ru原子形成图像中的一个亮点。而在此吸附相时发现的岛状位错表明O-O相互作用对形成有序结果的作用很大。在(2xl)p2mg-2O吸附相时,STM在[1-210]方向发现了锯齿状的氧链结构。UPS研究表明O2p所对应的峰出现在结合能5.9eV处。在c(2x4)-2O吸附相阶段功函数改变量为0.5eV,而到了(2xl)p2mg-2O吸附相阶段则增加到0.7eV。
随着微电子科技在的迅速发展,与之相关的过渡金属/半导体即金属表面异质节研究的重要性也越来越体现出来。作为微电子工业的基础,硅和锗与金属的表面和界面之间的相互作用几十年来一直是研究的热点。而作为一种半导体材料的Ge在金属表面上的生长以及界面形成过程的研究工作甚少。利用STM,我们对Ge在Ru(0001)表面的生长模式进行了研究,结果表明Ge在覆盖度小于1个单层的时候是以单原子层状生长的。在覆盖度大于1个单层后,新沉积上去的Ge在已有的单原子层Ge表面自由扩散,以台阶区域为成核点,聚合为一些尺度为7nm左右的团簇呈岛状生长。Ge在Ru(0001)表面的生长呈Stranski-Krastanov生长模式。