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研究生： 王伯鼎
論文名稱： Anthradithiophene與其衍生物在金(111)表面上的薄膜成長之研究
Growth of thin films of Anthradithiophene and its derivative on Au(111)
指導教授： 楊耀文
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 81
中文關鍵詞： 有機半導體 、薄膜 、表面化學
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    • 常用的有機半導體分子的電子結構具有非定域性的共軛□電子雲，而使分子間的載子移動率較佳，在未來的發展與應用上具有相當的潛力，目前已經有許多應用，如有機場效電晶體、有機發光二極體與有機太陽能電池等。
    本實驗利用真空蒸鍍的方式將anthradithiophene(ADT)與其衍生物5,11-Bis(phenylethynyl)Anthradithiophene(BPE-ADT)蒸鍍在乾淨金(111)上，利用程溫脫附法(Temperature-Programmed Desorption, TPD)、X光光電子發射能譜(X-ray Photoemission Spectroscopy, XPS)和近緣X光吸收細微結構光譜(Near Edge X-ray Absorption Fine Structure, NEXAFS)等表面技術來進行樣品的研究，希望探討吸附分子的電子結構、鍵結強度與成長位向等議題。
    從ADT分子之TPD實驗結果得知，第一層分子與金屬基材間具有化學鍵結，化學吸附的脫附峰溫度為430 K到720 K，第二層或更厚的有機分子層僅能透過凡得瓦爾力吸附，其物理吸附的脫附峰溫度為340 K到430 K。表示不同吸附量的薄膜分子在電子結構上的差異。在NEXAFS實驗結果發現，單層ADT分子是以平躺的方式在金(111)表面上成長，多層分子與平面的夾角為40°。
    在BPE-ADT分子的TPD實驗結果中，可以觀測到化學吸附的脫附峰溫度為520 K到850 K，物理吸附的脫附峰溫度為430 K到520 K，且可以發現BPE-ADT分子經高溫加熱產生變化，再利用XPS與NEXAFS的觀察得知，經加熱過後的BPE-ADT分子，推測分子支鏈的苯環會產生裂解，而支鏈的碳三鍵會發生改變，在光譜上可以看到明顯的變化。在NEXAFS的實驗結果得知，單層BPE-ADT分子的主環與表面夾角為35°，支鍊沒有固定的方向性，多層BPE-ADT分子的主環與表面夾角為35°，支鍊與表面夾角為40°。

    摘要……………………………………………………………….……....i 誌謝……………………………………………………………………...iii 目錄…………………………………………………...………………....iv 圖目錄……………………………………………………………..……vii 第一章 序論…………………………………………………………....1 1.1有機半導體簡介……………………………………….…….….1 1.2有機半導體材料……………………………………….…….….2 1.3 有機半導體應用…………………………………….……….…4 1.4 研究動機與目的………………………………….………….....8 第二章 實驗原理……………………………………………………..11 2.1 超高真空系統………………………………………….……...11 2.2 同步輻射光源………………………………………….…...…13 2.3 程溫脫附法原理……………………………………….….......15 2.4 X光光電子發射能譜原理…………………………………….15 2.5 近緣X光吸收細微結構光譜原理………………….………..19 第三章 實驗藥品、儀器、步驟與數據處理……………………......28 3.1藥品與氣體……………………………………………..…....…28 3.2 實驗裝置…………………………….……………………...…29 3.3 超高真空系統……………………….……………………...…30 3.3.1 超高真空實驗腔之達成……..………………………....30 3.3.2超高真空系統中金(111)單晶的清潔處理……………...31 3.3.3待吸附化學樣品的純化....................................................31 3.3.4超高真空薄膜樣品的製備………………………………32 3.4 TPD實驗方法………………………………………..………...32 3.5 TPD圖譜數據處理…………………………………..………...34 3.6 XPS實驗方法………………………………………….……....34 3.7 XPS 數據處理…………………………………………….…...34 3.8 NEXAFS 實驗方法……………….…………………………...35 3.9 NEXAFS 數據處理……………………………………………39 第四章 實驗結果與討論……………………………………………..44 4.1 Anthradithiophene(ADT)在金(111)上的表面吸附結構….…...44 4.1.1 ADT程溫脫附實驗結果..………………………………44 4.1.2 ADT 的XPS結果…..………………………………..…46 4.1.3 ADT的 NEXAFS 結果………………..…………...…..48 4.2 5,11-Bis(phenylethynyl)Anthradithiophene(BPE-ADT)在金(111)上的表面吸附結構…………………..……………………..…59 4.2.1 BPE-ADT程溫脫附實驗結果……………………......…59 4.2.2 BPE-ADT 的XPS結果…………………...………….…61 4.2.3 BPE-ADT 的NEXAFS結果…………...……………….65 第五章 結論……………………………………………………….….77 第六章 參考文獻……………………………………………………..79

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