石墨表面卟啉分子的电致发光特性研究

2013-04-29 张 超 中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室

  纳米尺度的光电集成技术是未来信息和能源技术的一个重要方向。因此,有效地控制等离激元结构附近的分子发光对于分子等离激元学以及光电集成技术有着重要的推动作用,是研究人员一直不断努力和探索的一个方向。

  在本文中,利用石墨(HOPG)作为衬底,对HOPG 表面多层TPP 卟啉分子膜的STM 诱导发光特性进行了深入的研究。在干净的HOPG 表面,由于等离激元模式在高能区域,因此在可见光范围内观察不到等离激元发光。石墨衬底避免了金属衬底等离激元对分子发光的影响问题,提供了一个很好的研究电致诱导分子发光机制的体系。在HOPG 表面五层TPP 分子膜上,光致激发光谱发现,底层TPP 分子已经很好地隔绝了顶层分子与衬底之间的相互作用,抑制了非辐射偶极能量跃迁可能导致的荧光淬灭过程。同时利用高度局域化的隧穿电子激发HOPG 表面多层TPP 分子膜,得到了来自于TPP 分子的本证荧光。

  通过比较采用“亮”态和“暗”态探针激发分子时产生的不同发光特性、以及针尖表面等离激元模式对HOPG 表面TPP 分子发光频带的选择性调控作用的分析,认为这种发光机制来源于纳腔隧道结中探针表面等离激元对针尖下分子的近场激发,而不是直接碰撞激发或者OLED 中的注入式电子和空穴直接复合发光。