В настоящее время органические полупроводниковые материалы являются развивающимся направлением в области электроники. Приборы, созданные на основе органических полупроводниковых кристаллов, такие как, светоизлучающие диоды, транзисторы, солнечные элементы и другие, имеют достаточно низкую стоимость, легкий вес, гибкость. Низкая стоимость обусловлена тем, что синтез полимеров в больших масштабах менее затратный, чем выращивание кристаллов неорганических веществ. А также низкой стоимостью сырья, простотой в обработке и создании конечного устройства.
В данной работе рассматривается монокристалл антрацена. Этот материал достаточно хорошо изучен, но в литературе нет работ, посвященных детальному анализу изменения морфологии поверхности монокристаллов антрацена в процессе растворения (травления) террас при комнатной температуре, а также оценить каким образом окружающая среда влияет на поверхность монокристаллов.
В результате проделанной работы были подобраны режимы роста монокристаллов органических полупроводников (антрацена и 9,10- дифенилантрацена). При исследовании эволюции морфологии поверхности монокристаллов антрацена было впервые показано, что наблюдается две стадии:
1) эшелонирование с образованием террас шириной до 15 мкм и высотой до 200 нм;
2) формирование центров торможения на поверхности террас, которые при травлении формировали край террас шириной менее 5 мкм. Это приводило к образованию развитого волнообразного рельефа.
Наличие центров торможения ассоциируется с тем, что при травлении поверхности монокристалла антрацена при нормальных условиях (атмосферном давлении, комнатной температуре, естественном освещении) на поверхности террас может происходить кроме десорбции молекул антрацена, также их окисление или димеризация. Предполагается, что оксиды и димеры антрацена имеют меньшую скорость десорбции, что приводит к их накоплению на поверхности кристалла. Однако это утверждение требует дополнительных исследований.
1 А.А. Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров, В.А. Кузнецов, Л.Н. Демьянец, А.Н. Лобачев. Современная кристаллография, образование кристаллов // Наука - 1980. - 411 с.
2 Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. - М. // Техносфера, - 2004. - 144 с.
3 Сканирующий зондовый микроскоп [Электронный ресурс] - URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D 1%80%D1 %83%D1 %8E%D1%89%D0%B8%D0%B9 %D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9 %D0%BC%D0%B8%D0%BA%D1 %80%D0%BE%D1 %81 %D0%BA%D0%BE%D0%BF(дата обращения 30.05.2018)
4 Surface morphologies of anthracene single crystals grown from vapor phase Sadaharu Jo, Hitoshi Yoshikawa, Akane Fujii, Mitsuru Takenaga Applied Surface Science 252 (2006) 3514-3519.
5 Crisp G. M., Walmsley S. H. Slip planes crystal growth and the photodimerisation of anthracene // Chemical Physics. - 1982. - V. 68. - No. 1-2. - P. 213-222.
6 Органические полупроводники [Электронный ресурс] - URL: http://megabook.ru/article/%D0%9E%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D 1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1 %83 %D0%BF%D 1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8(дата обращения 11.05.2018)
7 Органические полупроводники [Электронный ресурс] - URL: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=478536#Toc166378543(дата обращения: 13.05.2018).
8 Метод катодного распыления [Электронный ресурс] - URL: http://www.tepka.ru/graver/15.3.html(дата обращения 30.04.2018)
9 Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности - М. // Химия, - 1979. - 343 с.
10 Бартон Ф., Кабрера Н., Франк Ф. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхностей. В сб. Элементарные процессы роста кристаллов. Под ред. Г.Г.Леммлейна и А.А.Чернова. - М.-//- ИЛ, 1959.
11 Markov I. Crystal growth for beginners. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore, 2003.
12 Robinson P. M. and Scott H. G., The Morphology of anthracene crystals // Journal of Crystal Growth.-1967. -№1. -187-194.
13 Владимир Бойко, Рувин Гарбер, Арнольд Косевич. Обратимая
пластичность кристаллов. - М.-// - Наука, 1991 - 280с.
14 Процессы роста и выращивания монокристаллов, Перевод с
английского, под редакцией Шефтеля, издательство Иностранной Литературы. - М // 1963, с.-530.
15 Антрацен [Электронный ресурс] - URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B5%D0%BD(дата обращения 20.05.2018)
16 Quality of Anthracene Single Crystals Obtained by Physical Vapor Growth // Sadaharu Jo et al 2005 Jpn. J. Appl. Phys.