石墨表面卟啉分子的電致發(fā)光特性研究

2013-04-29 張 超 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

  納米尺度的光電集成技術(shù)是未來(lái)信息和能源技術(shù)的一個(gè)重要方向。因此,有效地控制等離激元結(jié)構(gòu)附近的分子發(fā)光對(duì)于分子等離激元學(xué)以及光電集成技術(shù)有著重要的推動(dòng)作用,是研究人員一直不斷努力和探索的一個(gè)方向。

  在本文中,利用石墨(HOPG)作為襯底,對(duì)HOPG 表面多層TPP 卟啉分子膜的STM 誘導(dǎo)發(fā)光特性進(jìn)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(qū)域,因此在可見光范圍內(nèi)觀察不到等離激元發(fā)光。石墨襯底避免了金屬襯底等離激元對(duì)分子發(fā)光的影響問題,提供了一個(gè)很好的研究電致誘導(dǎo)分子發(fā)光機(jī)制的體系。在HOPG 表面五層TPP 分子膜上,光致激發(fā)光譜發(fā)現(xiàn),底層TPP 分子已經(jīng)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(dǎo)致的熒光淬滅過程。同時(shí)利用高度局域化的隧穿電子激發(fā)HOPG 表面多層TPP 分子膜,得到了來(lái)自于TPP 分子的本證熒光。

  通過比較采用“亮”態(tài)和“暗”態(tài)探針激發(fā)分子時(shí)產(chǎn)生的不同發(fā)光特性、以及針尖表面等離激元模式對(duì)HOPG 表面TPP 分子發(fā)光頻帶的選擇性調(diào)控作用的分析,認(rèn)為這種發(fā)光機(jī)制來(lái)源于納腔隧道結(jié)中探針表面等離激元對(duì)針尖下分子的近場(chǎng)激發(fā),而不是直接碰撞激發(fā)或者OLED 中的注入式電子和空穴直接復(fù)合發(fā)光。