2004 Fiscal Year Annual Research Report
位置・角度分解EELSスペクトルによる有機半導体薄膜の局所状態分析
| Project/Area Number |
15310089
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
倉田 博基 京都大学, 化学研究所, 助教授 (50186491)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯田 正二 京都大学, 化学研究所, 教授 (00168288)
根本 隆 京都大学, 化学研究所, 助手 (20293946)
|
|---|
| Keywords | 電子エネルギー損失スペクトル / 電子顕微鏡 / 吸収端微細構造 / 有機薄膜 / 位置分解スペクトル / 角度分解スペクトル / 第一原理計算 |
|---|
| Research Abstract |
有機半導体のうち電子受容体として知られている7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)とそのフッ素誘導体(F_4TCNQ)をアルカリハライド基板上に真空蒸着した有機半導体薄膜を作製し、電子エネルギー損失分光法により炭素K殻電子励起スペクトルの吸収端微細構造を測定した。得られたスペクトルを解釈するために非経験的分子軌道法であるDV-Xα法により分子軌道を計算し、吸収端微細構造のシミュレーションを行った。計算には、分子内の独立な炭素位置にそれぞれ内殻ホールを導入し、サイト分解したスペクトルの計算を行い微細構造中の各ピークの帰属を行うと同時に、フッ素置換による効果を明らかにした。その結果、フッ素が結合している炭素サイトの内殻電子準位にシフトが生じているとともに、非占有分子起動におけるフッ素との結合に関与したσ*軌道の安定化がスペクトル構造変化に大きく寄与していることが判明した。さらに、これらの分子の電子線照射による損傷をEELSスペクトルの変化として捉え、その損傷過程とフッ素置換効果を検討した。その結果、電子線損傷によりπ結合からσ結合への変化が見出された。さらに、フッ素置換による電子線損傷の変化は結晶格子内における分子の有効占有率により解釈することができた。
角度分解EELSスペクトル法の基礎実験として、グラファイトの炭素K殻電子励起スペクトルの測定を行った。その結果、グラファイトc面の配向性に敏感なπ*ピーク強度の角度変化が得られた。この測定には入射電子エネルギー1MeVの超高圧電子顕微鏡を使用したため、強度の角度変化を解釈する上で電子の非弾性散乱における相対論効果が重要であることが示唆された。
第一原理計算に立脚した吸収端微細構造の理論解析の一環として、窒化チタン中の窒素空孔効果について窒素K殻吸収端微細構造の解析を行った。計算には内殻ホールを取り入れた励起状態バンド計算を実施し、窒素空孔による局所電子構造変化を明らかにした。空孔の存在によるスペクトル変化は空孔と励起原子サイトの位置関係が重要であることを示した。
|
-
-
[Journal Article] Radiation damage analysis of 7,7,8,8,-tetracyanoquinodimethane (TCNG) and 2,3,5,6,-tetrafluoro-7,7,8,8,-tetracyanoquinodimethane (F_4TCNQ) by electron diffraction and electron energy loss spectroscopy2005
Author(s)
M.Koshino
-
Journal Title
-
-
-
