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Title
Epitaxial organic films and their interfaces : growth and electronic structure / submitted by Stephan Berkebile
AuthorBerkebile, Stephen
CensorRamsey, Michael G. ; Zeppenfeld, Peter
Published2009
DescriptionIX, 189 S. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Diss., 2009
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Oberflächenwissenschaften / Moleküle, organische / Halbleiter, organische / Film, organische / Struktur, elektronische / Struktur, geometrische
Keywords (EN)science, surface / molecule, organic / semiconductor, organic / film, thin organic / structure, electronic / structure, geometric
Keywords (GND)Organisches Molekül / Organischer Halbleiter / Oberflächenphysik / Organisches Molekül / Organischer Halbleiter / Oberflächenphysik / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-203 Persistent Identifier (URN)
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Epitaxial organic films and their interfaces [29.66 mb]
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Abstract (German)

Ein Verständnis der Grenzflächen organischer molekularer Filmen ist für die Weiterentwicklung organischer Bauteile entscheidend. Diese Arbeit präsentiert eine umfangreiche Studie von drei organischen Molekülen auf drei anorganischen Substraten mittels viele Messmethoden, um eine systematische Einblick in Filmwachstum und -geometrie, elektronische Bandstruktur und Energieniveauanpassung an der Grenzfläche zu gewinnen. In Kapitel 3 wurden Wachstum und Struktur, geometrisch und elektronisch, der organischen Moleküle Sexiphenyl (6P), Sexithiophene (6T) und Pentacen (5A) auf den TiO2(110), Cu(110) und Cu(110)-(2x1)O Oberflächen untersucht. Die Molekülachsen in Mono- und Multilagenschichten richten sich parallel zu atomaren Reihen zweifach symmetrischer Oberflächen aus. Diese dienen als Schablonen zur Bildung von ?Einkristallfilmen? für kontrollierte Untersuchungen. Auch orientierte molekulare Filme können als Substrat benutzt werden (Kapitel 4), um eine zweite Molekülart zur gleichen Axialausrichtung zu zwingen. In Kapitel 5 wurde die elektronische Struktur dieser ?Einkristallfilmen? untersucht. Senkrecht zur Molekülachse wurde intermolekulare Dispersion beobachtet, während parallel zur Molekülachse diskrete Molekülorbitale mit einer bestimmter Energie-Impuls-Beziehung (d.h. intramolekulare Dispersion) beobachtet wurde. Die Winkelverteilung der Photoemissionsintensität kann durch die Fourier-Transformation der Anfangszustand-Wellenfunktion des Moleküls gut vorhergesagt werden. Als Anwendung wurde gezeigt (Kapitel 6), dass das höchste besetzte Orbital und das teils-besetzte niedrigste unbesetzte Orbital ihren Molekularcharakter in der stark gebundenen 6P Monolage auf Cu(110) beibehalten, wobei die elektronische Zustände beide die elektronische Struktur des Kupfers und die Überstrukturperiodizität wiederspiegeln. Weiters wurde eine erhebliche intermoleculare Dispersion in 5A Mono- und Multilagenfilme auf Cu-(2x1)O beobachtet.

Abstract (English)

An understanding of the interfaces in molecular organic thin films is crucial to the advancement of organic devices. This thesis presents a comprehensive study of three similar organic molecules on three inorganic substrates using a variety of measurement techniques to gain a systematic insight into film growth and structure, electronic band structure and the energy level alignment of the interface. In Chapter 3, the growth and structure, both geometric and electronic, of rod-like organic molecules sexiphenyl (6P), sexithiophene (6T) and pentacene (5A) were studied on the TiO2(110), Cu(110) and Cu(110)-(2x1)O surfaces. The molecular axes in both monolayer and multilayer films are observed to align parallel to the protruding atomic rows. The templating abilities of these two-fold symmetric surfaces were then used to create ?single? crystalline films for controlled studies in later chapters. In Chapter 4, it was seen that oriented molecular films used as substrates impose their axial alignment on a second species. In Chapter 5, the electronic structure of ?single? crystal multilayer organic films was investigated. Perpendicular to the molecular axes, intermolecular dispersion was observed, while parallel to the molecular axes, discrete molecular orbitals were seen with a defined energy-momentum relationship, i.e. the intramolecular dispersion. It is shown that the photoemission intensity is excellently predicted by the Fourier transform of the initial state wavefunction of the molecular orbital. In Chapter 6, it is shown that both the highest occupied molecular orbital and the partially filled lowest ?unoccupied? molecular orbital retain their molecular character in the strongly bound 6P monolayer on Cu(110) and that both the Cu electronic structure and the periodicity of the two dimensional molecular overlayer are reflected in the photoemission measurements. Also, a significant intermolecular dispersion was observed in 5A monolayer and multilayer films on Cu-(2x1)O.