《H鈍化Si(100)表面卟啉分子隧道結電致發光特性研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由張超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：H鈍化Si(100)表面卟啉分子隧道結電致發光特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張超
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子尺度的矽基光電集成是未來信息技術的重要方向，其科學基礎是納米尺度上的光電相互作用和轉化，在納米器件領域具有廣泛的套用前景。在本項目中，我們將採用掃描隧道顯微鏡（STM）誘導發光技術，對納米尺度下半導體表面分子的光電轉化現象進行高分辨表征。項目選擇含π共軛單元的卟啉類分子作為研究對象，利用STM高度局域化的隧穿電子，研究隧道結半導體Si(100)表面上分子的電致發光特性,探索分子在納米環境中的光電行為以及分子與周圍量子結構和環境之間的能量演化現象與機制。進一步從量子尺度上理解分子在隧道結中的發光現象，特別是隧道結中電子、激子、聲子和光子之間的相互轉化和耦合過程。探討隧道結中等離激元對分子發光的調製現象和機理，更加深入地認識電子-空穴載流子的複合形成機制以及能量轉移動力學過程。本課題將加深人們對量子尺度光電轉化現象的認識，對納米光電器件的製備具有重要的指導意義。
結題摘要
掃描隧道顯微鏡誘導發光技術是研究和探測納米尺度下光電性質的重要工具。這種技術為我們提供了一種聯繫單分子電子學和單分子光電子學的實驗手段,不僅能夠獲得隧穿電流的電學信息, 而且利用非彈性過程所產生的光子信息，可以幫助我們進一步理解隧道結中的各種電磁耦合與衰變信息，有助於我們探索分子在納米環境中的光電行為，特別是納米隧道結中的能量演化現象與機制。在本項目中，我們利用掃描隧道顯微鏡誘導發光技術，研究分子在隧道結中的電致發光現象。這有助於揭示電子、光子、激子和等離激元在納米尺度下的耦合和轉換機制。同時，我們利用太赫茲時域光譜初步開展載流子超快動力學研究，這為將掃描隧道顯微鏡和超快太赫茲波技術結合起來研究納米尺度超快動力學奠定了基礎。主要的研究結果如下：（1）我們對掃描隧道顯微鏡誘導發光關鍵技術進行了進一步的最佳化。利用此技術，研究了不同分子體系的高分辨掃描隧道顯微鏡誘導發光圖像。（2）揭示了卟啉分子J形聚集體的掃描隧道顯微鏡誘導發光機制。J形聚集體由於表現出負偏壓下的單極性發光，其發光機制可能為隧道結不對稱性的載流子注入機制。（3）利用太赫茲時域光譜，觀察到了錳氧化物薄膜的動態電子相分離過程，得到了相變動力學參數。（4）發展了電子氣系統在外加磁場下的超快光電導模型。（5）通過太赫茲時域光譜，觀察到了CoCr2O4單晶在外加磁場下的共振效應。
