石墨表面卟啉分子的電致發光特性研究

2013-04-29 張 超 中國科學技術大學微尺度物質科學國家實驗室

  納米尺度的光電集成技術是未來信息和能源技術的一個重要方向。因此,有效地控制等離激元結構附近的分子發光對于分子等離激元學以及光電集成技術有著重要的推動作用,是研究人員一直不斷努力和探索的一個方向。

  在本文中,利用石墨(HOPG)作為襯底,對HOPG 表面多層TPP 卟啉分子膜的STM 誘導發光特性進行了深入的研究。在干凈的HOPG 表面,由于等離激元模式在高能區域,因此在可見光范圍內觀察不到等離激元發光。石墨襯底避免了金屬襯底等離激元對分子發光的影響問題,提供了一個很好的研究電致誘導分子發光機制的體系。在HOPG 表面五層TPP 分子膜上,光致激發光譜發現,底層TPP 分子已經很好地隔絕了頂層分子與襯底之間的相互作用,抑制了非輻射偶極能量躍遷可能導致的熒光淬滅過程。同時利用高度局域化的隧穿電子激發HOPG 表面多層TPP 分子膜,得到了來自于TPP 分子的本證熒光。

  通過比較采用“亮”態和“暗”態探針激發分子時產生的不同發光特性、以及針尖表面等離激元模式對HOPG 表面TPP 分子發光頻帶的選擇性調控作用的分析,認為這種發光機制來源于納腔隧道結中探針表面等離激元對針尖下分子的近場激發,而不是直接碰撞激發或者OLED 中的注入式電子和空穴直接復合發光。