Untersuchung der molekularen Orientierung von Cu-Phthalocyanin-Dünnschichten auf einem polierverarbeiteten Glas-Schichtträger

Eine Klasse von Dünnschicht-Halbleitern der nächsten Generation, die in jüngster Zeit viel Aufmerksamkeit gewonnen haben, sind organische Halbleiter. Diese Materialien haben vielversprechende Eigenschaften, wie niedrige Kosten, Fabrikationsleichtigkeit und physikalische Charakteristika bestimmt durch die allgemeine Struktur mitsamt molekularer Orientierung und Anordnung.

In dieser Studie wird die molekulare Orientierung einer Dünnschicht bestehend aus Kupferphathalocyanin (CuPc) auf einem polierverarbeiteten Glas-Schichtträger mittels Röntgenbeugung in und außerhalb einer Ebene am SmartLab Mehrzweckdiffraktometer von Rigaku untersucht. CuPc ist aufgrund seiner optischen Leitfähigkeit und Elektrolumineszenzeigenschaften ein interessantes Material.

Out-of-plane measurement
Messung außerhalb einer Ebene (Beugung der Gitteroberfläche parallel zur Probenoberfläche)

In-plane measurement
Messung in einer Ebene (Beugung der Gitteroberfläche senkrecht zur Probenoberfläche)

Bei der Messung außerhalb einer Ebene, kann lediglich die CuPc (h00) Reflexion als schwaches Beugungssignal beobachtet werden. Dies zeigt, dass die Dünnschicht der CuPc-Phase orientiert zur a-Achse auf der Oberfläche erzeugt wurde. Darüberhinaus kann der Messung in einer Ebene, bei der die Profile zwischen der Parallelrichtung und der Senkrechtrichtung unterschiedlich sind, Anisotropie der Orientierung aus der b-Achsen-Normalrichtung senkrecht zur Polierrichtung entnommen werden. Die c-Achsen-Normalrichtung parallel zur Polierrichtung kann ebenfalls bestätigt werden.

Die Abbildung rechts zeigt die Beziehung zwischen Rubbing direction diesen Richtungen als eine schematische Darstellung der Orientierung der CuPc-Moleküle in Polierrichtung des Schichtträgers.

Die hier aufgezeigten Messungen in und außerhalb einer Ebene wurden in relativ kurzer Zeit ausgeführt, binnen etwa 30 Minuten.


Die Probe wurde von den Takezawa und Ishikawa Laboratorien am Institut für Organische und Polymere Materialien der Hochschule für Technik, Technologieinstitut Tokyo, zur Verfügung gestellt.


Das SmartLab ist das modernste hochauflösende Diffraktometer auf dem Markt. Vermutlich die auffälligste Neuerung ist die SmartLab Guidance Software, die dem Benutzer mit einem intelligenten Interface ausstattet um durch alle Feinheiten eines Experiments zu führen, beinahe so als hätte man einen Kristallographiexperten direkt an seiner Seite. Read more about SmartLab...