硅基有机光电单层膜的构筑

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1、浙江大学硕士学位论文硅基有机光电单层膜的构筑姓名：周全申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：阙端麟;汪茫20040301摘要有机无机杂化材料已经越来越受到人们的重视，因为它可以综合有机材料和无机材料的不同性质，甚至会出现单个组分所不具备的性能。有机材料结构可以灵活设it’，材料加J：方便、耗能低，电学性能可以调控，具有良好的光电导性能，高效的发光能力，使得它们成为无机半导体材料甚至金属材料的潜在代替物。通过对无机半导体材料进行有机改性，可以改变无机材料的表面化学性质，生物相容性质，光电性质等等，因此，有机无机复合材料在光电器件、生物传感、微电子器件的应用领域有着很好

2、的应用前景，尤其是在微电子工业中广泛使用的硅材料与有机光电材料的复合更是备受关注。本论文采用烷氧基硅类偶联剂对单晶硅表面进行化学修饰，形成带有反应基团的过渡层，该过渡层进一步与具有光电功能的花类和酞菁分子进行化学健合，制各了稳定的有机光电单层膜。研究了硅基上构筑有机光电膜的形成机制。通过红外光谱，紫外一可见光(Uv一Ⅵs)吸收，x光电子能谱，激光拉曼光谱，原子力显微镜(AFM)，表面光电压谱等表征手段研究了单层膜的表面形貌、聚集态结构和光电性能等等。红外光谱和光电子能谱证明了耗和酞菁成功的化学键合到单晶硅表面，AFM和uv_Ⅵs吸收光谱表明了菲和酞菁单层膜在硅基上呈有序排列。

3、拉曼光谱的研究发现j芭酐分子大环以一定的角度立于硅基表面，而不是平行于基体表面，与蒸镀手段得到的花酐膜的堆积形态完全不同。有机单层膜的存在使硅基和石英表面性质发生了变化，使得基体表面更容易与大环分子结合，形成有序的物理沉积膜。PTCDA共价链接单层膜增强了硅基与PTCDA之间的电荷传输，以及光致电荷分离的能力，因此沉积在单层膜上的PTCDA在300nm到400nm之间有很强的表面光生伏特效应。文论文还合成了带有吡啶官能团的茈类化合物，为托在硅基上自组装成膜做了前期的研究。本论文的这些研究对于硅及其他无机半导体材料的表面改性和有机光电器件的集成化具有十分重要的意义。【关键词】硅

4、，石英，花酐，酞菁，共价键，单层膜AbstractMoreandmoreattentionhasbeenpaidtohybridsofsemiconductormaterials，becausetheycannotonlycombinedifferentpropertiesoforganicsandinorganics，butalsogainnewpropertiesthatneitherorganicsnorinorganicshave．Flexibility，processability，lowcost，interestingoptical-electricpropert

5、iesandsoonmakeorganicmaterialsbeagoodsubstituteforinorganicones．Modificationofinorganicsbyorganicscanchangesurfacepropertiesofinorganies，forexample，frictional，optical，electrical，chemicalandbiocompatibleproperties．Ontheotherhand，manyinterestshavebeenshowntointegrationoffunctionalorganicsinSi

6、—basedevicesbecauseoftheirgreatpromiseinoptoelectronic，micro—electronicandsensorapplications．Inthispaper,stableperyleneandphthalocyaninemonolayerswereobtainedthroughmodifyingsiliconwafersbychemicalreactionbetweenorganicmacrocyclemoleculesandfunctionalsiliconsurface．Thesurfacemorphology,aggr

7、egationandoptical—electricpropertiesofthesemonolayerswerecharacterizedbyXPS，FTIR，UV-Visspectrum，AFM，Raman，XRDandSurfacephotovoltaicspectrum．FTIRandXPSprovedthatPTCDAandTCPcwereattachedonthesurfaceofsiliconbycovalent；AFMandUV-VisshowedPTCDAandTCPearranged