Growth and structure of DIP thin-films and Au contacts on DIP thin-films

摘要: Subject of this thesis was the study structure and growth thin films organic semiconductor diindenoperylene (DIP) on thermally oxidized silicon-wafers. Furthermore, system Au/DIP as a model-system for metal-organic contacts in applications “organic electronics“ has been studied to investigate interfacial morphology well thermal stability DIP-film interface various deposition conditions Au film. DIP-films with thickness between 100 A 1100 have deposited at substrate temperature ca. 150°C rate 12 A/min onto SiO2 substrates. Inspection these by X-ray scattering (specular under grazing incidence), cross-sectional transmission electron microscopy (TEM) non-contact atomic force (AFM) shows that DIP-films are coherently ordered (crystalline) across their entire normal surface they exhibit an extraordinary high crystalline order thin-film systems mosaicities <= 0.014°. The lattice constant 16.5 implies molecules essentially standing upright substrate. behavior theoretical framework self-affine surfaces employing specular diffuse x-ray AFM-measurements, respectively, 70 und 9000 A. measurements allowed independent determination following scaling-exponents: alpha = 0.68 ± 0.06, beta 0.75 0.05 1/z 0.92 0.20. In particular large value exceeding limit random (beta 0.5) can only be explained model “Rapid Roughening” which requires lateral inhomogeneous rates. These could due “tilt domains” form consequence slight tilt respect normal. heterosystem TEM, diffraction (specualar diffuse), high-resolution Rutherford backscattering spectrometry (RBS). TEM preparation film (evaporation temperature) strongly determine morphology. situ during annealing reveals layer is stable up about 150°C, sufficient most electronic applications. At higher temperatures, desorption sets on. show “as grown” exhibits mosaicity around 10°. Upon above 120°C starts reorder sharp (111)-diffraction features. addition, dependent RBS indicate Au/DIP-interface against diffusion DIP 100°C time-scale hours. In der vorliegenden Arbeit wurden Struktur, thermisches Verhalten Wachstumsverhalten von dunnen Filmen des organischen Halbleiters Diindenoperylen auf thermisch oxidierten Siliziumwafern untersucht. Auserdem am System als Modellsystem fur Metall-Organik-Kontakte Anwendungen „Organische Elektronik“ die Grenzflachenmorphologie, sowie thermische Stabilitat DIP-Schicht Au/DIP-Grenzflache verschiedene Wachstumsbedingungen Au-Schicht untersucht. DIP-Schichten mit Schichtdicken zwischen bei einer Substrattemperatur Rate SiO2-Oberflachen aufgewachsen. Ihre Untersuchung Rontgenstreuung (spekular unter streifendem Einfall), Querschnitts Transmissionselektronenmikroskopie Rasterkraftmikroskopie zeigt, dass Schichten senkrecht zur Oberflache uber gesamte Schichtdicke kristallin aufwachsen dabei eine organische Dunnschichtsysteme ausergewohnlich hohe kristalline Ordnung Mosaizitaten 0.014° aufweisen. Die Gitterkonstante impliziert, Molekule Schicht annahernd dem Substrat stehen. Das wurde im Rahmen Theorie selbstaffiner Oberflachen spekularer diffuser Rontgenstreuung, AFM Aus den voneinander unabhangigen Messungen ergeben sich folgende Skalenexponenten: Insbesondere Wert beta, das Limit ballistische Deposition ubersteigt, lasst nur Modells „Rapid Roughening“ erklaren, inhomogene Wachstumsraten voraussetzt. Diese konnen durch „Tilt-Domanen“ verursacht werden, leichte Kippung gegen Oberflachennormale entstehen. metall-organische Heterosystem diffus), hochauflosender Rutherfordruckstreuung (RBS) Querschnitts-TEM Aufnahmen zeigen, Grenzflachenmorphologie stark (Wachstumsrate Substrattemperatur) abhangt. wahrend Temperns Systems bis stabil ist, meisten technischen ausreichend ist. Bei hoheren Temperaturen beginnt inhomogen zu desorbieren. Rontgenmessungen zeigen auserdem, „as grown“ grose Mosaizitat 10° aufweist. Nach Tempern (1 Stunde) ein Umordnungsprozess scharfe (111)-Rontgenreflexe werden sichtbar. Temperaturabhangige RBS-Messungen Au-Diffusion (auf Zeitskala 1