(Поступила в Редакцию 23 мая 2017 г. В окончательной редакции 18 июля 2017 г.Приведены результаты исследования электропроводности на постоянном токе пленок диметилдиимида перилентетракарбоновой кислоты методом циклической термодесорбции кислорода. Определены микро-скопические параметры прыжкового электропереноса по примесным и собственным локализованным состояниям. Методами сканирующей зондовой микроскопии (методом атомно-силовой микроскопии, скани-рующей зондовой спектроскопии, фотоассистированной электросиловой микроскопии Кельвина) определены ширина запрещенной зоны и знак основных носителей тока. Обсуждается возможность применения фотоассистированной сканирующей туннельной микроскопии для наномасштабного фазового анализа фотопроводящих пленок.
ВведениеПленочные структуры на основе замещенных пери-ленов, в частности, производных диметилдиимида пе-рилентетракарбоновой кислоты (PTCDI), перспективны для органической электроники. На их основе разрабаты-ваются солнечные батареи, светоизлучающие диоды, хи-мические сенсоры, полевые транзисторы и диоды Шотт-ки [1][2][3][4][5][6]. Однако широкое практическое применение этих материалов сдерживается недостаточным знанием механизма и закономерностей их электропроводности, особенно при наличии окружающей воздушной среды. Кроме того, недостаточно изучен вопрос о влиянии надмолекулярной структуры пленок на их электрофизи-ческие свойства, а также отсутствуют надежные методы идентификации кластеров PTCDI на подложках, в том числе в составе нанокомпозитов.К настоящему времени установлено, что PTCDI яв-ляется органическим полупроводником n-типа, причем величина проводимости зависит от морфологии пленок; на электронную структуру пленок может оказывать влияние их толщина, а также как сама величина, так и тип проводимости могут изменяться под воздействием окружающей среды [7][8][9][10][11]. Отметим, что указанные факты были обнаружены путем макроскопических изме-рений, и в случае локальных измерений в нанометро-вом диапазоне могут проявиться иные свойства. Ранее нами было показано, что в пленках PTCDI реализуется прыжковый механизм проводимости [12]. Целью настоя-щей работы является исследование электропроводности пленок PTCDI различной морфологии при воздействии атмосферного кислорода, локальное определение знака заряда носителей в пленках PTCDI методами сканиру-ющей туннельной спектроскопии (СТС) и фотоассисти-рованной электросиловой микроскопии Кельвина (фото-ЭСМ Кельвина), а также установление возможности идентификации кластеров PTCDI в составе пленок ме-тодом фотоассистированной сканирующей туннельной микроскопии (фото-СТМ).
ЭкспериментПленки PTCDI толщиной 100 nm были получены ла-зерным распылением порошка PTCDI в вакууме 10 −2 Pa с последующим осаждением продуктов распыления на стеклянные подложки, подложки из слюды, подложки из стекла, покрытого слоем прозрачной проводящей смеси окислов индия и олова (ITO), а также на по-ликоровые подложки, снабженные встречно-штыревой системой электродов. Осаждение пленок проводилось в вакуумной камере универсального вакуумного поста ВУП...