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F4-TCNQ在无机基底和纳米结构上的生长机制

DOI:10.1088/2053-1591/aaecb8 期刊:Materials Research Express 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 有机半导体四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)是掺杂有机半导体、二维材料及无机化合物(如氧化锌)的理想候选材料,同时能有效增强有机电子器件接触界面的载流子注入能力。为评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性,我们系统研究了F4-TCNQ在不同无机基底上超过首层单分子膜后的生长模式——这些基底具有广泛的物理、化学及形貌表面特性差异。所用材料包括硅、碳化硅、硅基石墨烯、蓝宝石、纳米晶金刚石,以及氮化镓(GaN)薄膜和纳米线阵列。虽然表面终止状态会影响所有被研究基底上形成的F4-TCNQ岛状结构的形貌,但未观察到生长模式与基底掺杂类型及浓度存在显著关联。研究发现GaN纳米线会作为F4-TCNQ岛的成核位点,并被数层F4-TCNQ覆盖形成闭合同轴壳层。结论表明:F4-TCNQ通过包含不同尺寸/形状单分子膜与岛状结构的Stranski-Krastanov生长模式成核。本研究成果为将F4-TCNQ作为纳米线应用的功能化材料提供了基础生长依据。
作者: Hannah Schamoni,M. Hetzl,T. Hoffmann,K. Stoiber,S. Matich,M. Stutzmann
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研究概述 实验方案 设备清单

通过研究F4-TCNQ在不同无机基底上的生长模式,评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性。

在所有研究的基底上,F4-TCNQ均遵循Stranski-Krastanov生长模式,形成单层膜和不同尺寸的岛状结构。GaN纳米线作为F4-TCNQ岛的成核位点,分子围绕纳米线形成闭合同轴壳层。该发现为F4-TCNQ在纳米线基应用中的使用提供了关键信息。

该研究仅限于较小的衬底温度范围,且由于F4-TCNQ可能发生再蒸发而未探索更高温度。分子在不同衬底上的取向影响尚未充分研究。

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