苝四甲酸二酐纳米结构的制备、表征及光学性能研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文茈四甲酸二酐纳米结构的制备、表征作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：及光学性能研究郭盼盼同步辐射及应用徐法强研究员二。一四年五月U"3ihofS‘andTe(,hnol(g、ofChinaUniversityofcienceandechnoloqvnaSAdissertationformaster’SdegreePreparationandCharacterizationofPTCDANanostructures：ModulationonTheirOpticalPropertiesAuthor’SName

2、：Speciality：Supervisor：FinishedTime：PanpanGUOSynchrotronRadiationandApplicationProf．FaqiangXuMay,2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授

3、权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。}留公开口保密(年)作者签名：掣懿朝签字日期：旌熊垒』：鳗导师签名：纽签字日期：兰!竺兰：!：摘要近年来，由于在材料合成、性能调控和器件加工等方面的优势，有机半导体纳米材料在构筑具有高柔韧性、大面积、低能

4、耗等优势的发光二极管(LED)、太阳能电池(SC)、传感器以及光波导(OⅥ等光电器件中起着十分重要的作用。在众多有机半导体材料中，拥有71；电子共轭体系、易功能化、热稳定及化学稳定等诸多优点的有机共轭小分子最引入关注。尤其是由其分子组装的纳米单体，拥有完美的分子取向、高迁移率以及内在的电荷传输等独特的性质：通过准确调控这些纳米单体的微观结构，可以达到优化器件性能的目的。因此，研究有机单晶纳米材料的合成及其性能的调变，对设计和优化器件有重要的指导意义。本论文在超高真空分子束外延系统(MBE)qb，利用有机分子束沉积(OMBD)方法，分别以

5、多孔氧化铝模板(AAO)和玻璃为衬底调变出不同形貌的花四甲酸二酐(PTCDA)的结晶薄膜和单晶结构。利用扫描电镜，扫描透射电镜和高分辨透射电子显微(SEM／STEM／TEM)，大功率的X．射线衍射仪(XRD)，紫外．可见近红外吸收(UV-vis)和光致发光(PL)等技术系统地研究了所制备的纳米结构和薄膜的表面形貌、内部结构及其相应的光学性能。取得如下结果：1．模板表面曲率和基底温度(瓦)决定了以AAO作为基底生成的纳米结构的形貌。实验结果表明孔的直径越大，即模板表面曲率越小，PTCDA分子越不容易成核，晶核数量就越少，不利于纳米结构的生

6、成。当选择孔径较小的AAO作为衬底，且衬底温度稳定在380oC时，衬底表面生成了纳米线；当瓦降低到325oC时，生成了PTCDA纳米棒；随着瓦降低到50oC时得到厚度均一的连续薄膜。2．在玻璃基底上制备的PTCDA纳米结构的SEM结果表明瓦是影响纳米结构的形貌和结构的重要因素。当疋从50增加到350oC，制备出不同形貌的PTCDA纳米结构，即低温区生成纳米颗粒薄膜，中间温区生成纳米棒，高温区生成纳米线和纳米片。基于VS的气态分子自组装(vapor-solid)机理来解释了PTCDA纳米棒和纳米线的形成机制。3．选区电子衍射(SAED)的

7、表征结果证实所得到的纳米片、纳米棒和纳米线为优良的单晶结构。此外，XRD结果表明瓦=350～50oC制备的纳米结构均为a相PTCDA。然而，在不同瓦下制备的纳米结构的光学性能存在显著的差异，尤其是纳米片和纳米线的吸收谱出现了明显的展宽和红移：随着疋的升高，PL谱峰表现出发射增强以及蓝移趋势。关键词：PTCDA纳米结构AAO模板有机分子束沉积衬底温度光学性能摘要ABSTRACTOverthelastseveralyears，organicfunctionalmolecules，especiallytheirnanomaterialshav

8、ebeenattractingmanyattentionsduetothesignificantadvantagesintheareaofthecontrollablesynthesis，devices，a