PDF《(C8-BTBT) on Cu (100)》

100 ? 时, S 2p 的峰向高结合能端偏移 0.20 eV. 但是这个偏移不 能确定是化学位移, 因为我们还需要考虑 C 1s 的 峰位与 S 2p 峰位的间隔. 如果发生了脱硫反应, 电 子云分布应该在 C 和S之间发生转移. 因此, C 与S的化学环境变化方向一般情况下是不一致的, 因 此其峰位移动的方向是相反的, 所以 C 1s 与S2p 之间的距离变化会较之其各自的结合能变化更为 显著. 但是, 由图中我们可以看到, 在64 ? 之前, C 1s 与S2p 峰之间的距离没有明显变化. 膜厚达 到100 ? 时, S 2p 的峰向高结合能端偏移, 而C1s 也向高结合能端偏移 0.22 eV, 但是 C 1s 与S2p 的 距离仅仅变化了 0.02 eV. 这说明 S 2p 的这个偏移 是XPS 整体谱的偏移导致的, 这个整体偏移是由 于薄膜导电性差导致的电离过程中的电荷累积 效果. 图2(a) C 1s 随厚度的峰位变化;

(b) S 2p 随厚度的峰位变化;

(c) C/S 比随 C8-BTBT 厚度增加的变化趋势 Fig. 2. The evolution of (a) C 1s, (b) S 2p and (c) the ratio of C/S with the thickness of C8-BTBT. 157901-3 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

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157901 通过 C/S 比与分子元素比的一致性, 以及 S 内层电子没有发生化学位移, 我们可以确认, C8- BTBT 在Cu(100) 界面上的吸附仍属于物理吸附. Ni 与Cu 同属于过渡金属, 而前期工作中我们曾在 C8-BTBT/Ni(100) 的界面观察到了化学吸附导致 的脱硫反应, 而本研究中没有观察到脱硫反应, 分 析其原因是噻吩单元与 Ni 和Cu 基底作用的强弱 不同所致. 前人的研究表明 [24,25] , 噻吩在 Ni(100) 和Cu(100)上的吸附行为有很大的不同, 在Ni(100) 表面噻吩发生了作用力较强的化学吸附, 噻吩内的 C―S 键有解离趋势, 而在 Cu(100) 表面的吸附是 作用力较弱的物理吸附. 由于 C8-BTBT 与金属基 底的相互作用主要是集中于噻吩单元与金属衬底 的作用, 因此这样的物理吸附是可以理解的, 而这 也说明 Cu 作为磁性衬底与 C8-BTBT 的缓冲层的 可行性. 3.2 C8-BTBT/Cu(100)电子能带结构随 厚度的演变与界面形貌 3.2.1 C8-BTBT/Cu(100)电子能带结构随 厚度的演变 图3所示是 C8-BTBT 在Cu(100) 上随厚度增 长的能谱变化, (a) 是UPS 中的二次电子截止边 (Ec), (b) 是UPS 中HOMO 的起始边, 其中 Ec 和HOMO 的取值都是通过外推法获得. 可以看到, 当C8-BTBT 的沉积厚度在 4―16 ? 范围时, 其功 函数 (work function, WF), 为真空能级 Evac 与费 米能级 EF 的差值, WF = Evac ? EF) 约为 4.3 eV, 而HOMO 约为 ?1.55 eV 左右, 这个区间其电离能 (ionization potential, IP, 为Evac 与HOMO 起始 边的差值) 约为 5.85 eV. 当厚度增加至

32 ? 时, WF 减少 0.12 eV, HOMO 下移 0.04 eV, IP 降低 0.08 eV, 大约为 5.75 eV. 当厚度继续增加到

64 ? 时, HOMO 向高结合能端偏移 0.23 eV, WF 减少 0.09 eV, IP 上升至5.89 eV. 当厚度增加为100 ?时, IP 继续上升达到6.06 eV. 整体上观测到HOMO随 着厚度增加下移, 且HOMO 峰型也发生变化. 例 如在厚度为

8 ? 时, 能够看到 HOMO 部分有一个 明显的肩;

32 ? 时, 仍然清晰可见;

厚度增加至

64 ? 时, 肩的特征明显减弱, 而........