Orientation of Si phthalocyanine investigated by X-ray absorption spectroscopy and molecular orbital calculation

X線吸収分光法と分子軌道計算法によるSiフタロシアニン薄膜の配向効果

関口 哲弘  ; 馬場 祐治  ; 下山 巖   ; 本田 充紀   ; 平尾 法恵; 成田 あゆみ; Deng, J.*

Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji; Shimoyama, Iwao; Honda, Mitsunori; Hirao, Norie; Narita, Ayumi; Deng, J.*

有機半導体は豊富な資源,印刷技術が使える、電子物性が多様などが期待される次世代デバイスである。良質な有機半導体はよく分子配向した「核」として薄膜上に生じ始める。発表者は直線偏光の放射光と光電子顕微鏡を組合せた新しい装置を開発中である。その方法ではX線吸収スペクトルに現れる共鳴ピークを解釈する必要がでてくる。そのため大きな有機半導体分子の内殻電子励起状態を求めるため等価内殻近似に基づいて分子軌道法による理論計算を行った。計算結果をもとにグラファイト上に吸着したSiフタロシアニン分子の配向構造を決定した。分子軌道計算により電子励起状態の対称性を帰属することが配向角度を決めるうえで重要であることを示した。

Metal phthalocyanines (Pc) have attracted growing attention due to potential application as organic semiconductors or light emitters. Recently it has been pointed out that orientation of Pc molecules is one of key properties that improve the career mobility. We studied orientation property of Si-phthalocyanine thin films using synchrotron radiation. We report on following topics: (1) Orientation analysis using polarized X-rays, (2) Effect of metal substrates and annealing on orientation, (3) Analysis aided by molecular orbital method, and (4) New method to observe chemical-bond directions in nanometer scale using combined techniques of polarized X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopy and photoelectron emission microscopy (PEEM).