Orientation of silicon phthalocyanine thin films revealed using polarized X-ray absorption spectroscopy

偏光X線分光を用いて明らかにされたシリコンフタロシアニン薄膜の配向

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

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

有機半導体の表面分子配向は電子デバイスの性能向上の上で不可欠である。スピンコート法によりシリコンフタロシアニン二塩化物(SiPcCl)薄膜をグラファイト上に作製し、大気圧下で加熱(350度)を行った。角度分解X線吸収端微細構造(NEXAFS)法とXPS法により生成物薄膜の分子配向と組成を調べた。Si 1s吸収端のNEXAFSスペクトルは角度依存を示し、表面反応生成物が分子配向していることを示した。ab initio分子軌道法計算との比較により生成物は水和重合生成物(SiPcO)nに類似した構造であると推察した。

The orientation of organic semiconducting molecules on surfaces plays a crucial role in improving the properties of electronic devices. We prepared thin films of silicon phthalocyanine dichroride (SiPcCl) on graphite spin-cast followed by heating to 350C at ambient condition. We investigate the molecular orientation of the films using angle-dependent near-edge X-ray absorption fine-structure (NEXAFS) spectroscopy. Si 1s NEXAFS spectra for the thin films after annealing are very different each other, indicating that the corresponding reactions thus the structures of final products are different. The structures of the reaction products are estimated with the help of ab initio molecular orbital calculations that fit the observed NEXAFS spectra.