Analysis of the structure of -sexithiophene thin films grown on layered materials

層物質上に積層した-チオフェン6量体薄膜の構造解析

小玉 開*; 平賀 健太*; 大野 真也*; 関口 哲弘  ; 馬場 祐治  ; 田中 正俊*

Kodama, Hiraku*; Hiraga, Kenta*; Ono, Shinya*; Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji; Tanaka, Masatoshi*

有機半導体分子は配向方向により電子的性質が異なるため、分子配向の制御に興味がもたれている。WSeやGaSeは層構造をもつ半導体であり、Si表面のように有機物を分解せず、またSiO表面のようにランダム構造でなく規則正しい表面構造をもつことから、有機半導体分子を規則正しく配列できる基板の候補として期待されている。本研究では、SiO/Si表面および 劈開して得たWSe2とGaSeの清浄基板上に有機半導体である-チオフェン6量体(6T)を分子層数制御して真空蒸着を行い、単分子以下から数層の薄膜を作製した。直線偏光放射光を用いた角度依存X線吸収端微細構造(NEXAFS)法により、有機半導体分子の配向構造を解析した。分子配向角度が膜厚に依存して大きく変化すること、また基板の種類により膜厚依存性がかなり異なることが見だされた。基板の最表面原子構造と6T分子固体の構造的な整合性および分子-基板間相互作用の違いが系の安定性に影響し、配向構造が異なると考えられる。

Orientation of organic semiconductor has been important issue because of its strong anisotropy of the electronic property. We have investigated the orientation effect of -sexithiphene (6T) molecule deposited on WSe or GaSe substrate, which is layered semiconductor material. Thickness was controlled by regulating deposition rate and time. Orientation angle was analyzed by angle-resolved NEXAFS spectroscopy. The results show that molecular orientation angle depend not only on the substrate but also the thickness. Tilt angle is thought to be determined by the energy stability due to the commensurate at the interface as well as the molecule-substrate interaction.