【摘 要】
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在有机电子学中，金属-有机界面对载流子的注入起着至关重要的作用，深刻地影响着器件的性能。而在金属表面修饰自组装单分子层(SAMs)能有效地调节金属的功函数，调整界面处的能级
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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在有机电子学中，金属-有机界面对载流子的注入起着至关重要的作用，深刻地影响着器件的性能。而在金属表面修饰自组装单分子层(SAMs)能有效地调节金属的功函数，调整界面处的能级排布，从而调控金属与有机层之间载流子的注入势垒，因而对SAMs/metal体系的结构-性质关系、能级调整机制等的理解引起研究者的极大兴趣。
本论文运用密度泛函方法，从微观的角度对SAMs/metal体系的电子结构进行了研究。关注的焦点是SAMs与metal之间成键而导致的电荷重排，它在传统的硫醇/金体系中一般只发生在SAMs-metal界面区域，而本论文所研究的两类体系，电荷重排延伸至单分子层中。
第一类为吡啶基SAMs/金体系，单分子层中电荷重排的方式为分子的局域极化。而引起此类电荷重排的机制为SAMs的最低非占据态与金属费米能级之间的钉扎作用，即费米能级钉扎(Fermi-level pinning)，钉扎过程因分子主体的长度和尾基种类的不同，参与钉扎的最低非占据态局域在分子的不同部位。我们还特别强调了此类体系中费米能级钉扎情况下的成键偶极(Bond Dipole)所带来的一些特性。
第二类为醌型结构的SAMs/金体系，单分子层中电荷重排的方式为分子内长程电子转移，伴随着分子结构从醌型结构向苯环结构的部分转变，由此导致的成键偶极非常显著。两种不同形式的费米能级钉扎(金属的费米能级分别与分子层的最高占据态和最低非占据态发生钉扎)，决定了分子层中电子转移的方向；而决定钉扎种类的是孤立分子单层连接基团一端的电离能和亲和能(IPdock和EAdock)，而不是孤立分子原来的电子给体或电子受体特性。
这两类体系通过电荷重排从界面延伸到单分子层中的方式，构建了很有效地电荷传输通道，是潜在的减小界面载流子注入势垒的优良电极修饰材料。
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