并五苯薄膜真空沉积生长的晶格动力学蒙特卡罗模型研究

并五苯（Pn）是有重要工业应用的有机小分子半导体材料之一，其分子真空沉积成膜过程有不同于传统金属和无机半导体材料的取向翻转行为，在过去的模型中很少考虑这一现象。本申请项目旨在通过对并五苯分子真空沉积过程的深入研究，将并五苯的多种取向变化运动方式引入晶格动力学蒙特卡罗模型，并通过Ehrlich-Schwoebel能垒计算，使之能广泛适用于多种界面体系中并五苯单层膜和多层膜的物相和形貌表征，在生长标度理论和实验表征结果之间架起桥梁。具体包括Pn/SiO2，Pn/HOPG和Pn/H-Si(111)体系中的并五苯生长行为，如并五苯在不同沉积工艺下的分子取向，岛形貌及岛密度标度和尺寸分布标度变化等；Pn/H-Si(111)体系中特殊的六条枝晶共生长行为；以及并五苯亚单层的退火结晶行为等。

并五苯（Pn）是有潜在重要工业应用的有机小分子半导体材料，在学术界了得到广泛而深入的研究。本项目通过对并五苯分子真空沉积动力学过程的深入研究，将并五苯分子的取向变化运动引入到晶格动力学蒙特卡罗模型（LKMC）之中，使之能适用于多种界面体系中并五苯单层膜的形貌和动力学特征表征及预测，在生长标度理论和实验表征结果之间架起桥梁。通过对Pn/SiO2体系的分子动力学模拟（MD），抽象出了恰当的分子运动事件描述以及合理可靠的LKMC生长参数信息，使得此程序具备比较准确的描述功能和一定的预测能力。在生长动力学研究过程中得到的认识和方法还进一步指导了实验的开展，在并五苯单层膜的制备，退火结晶性研究和相应气体传感应用及电输运机理研究方面均取得了一定的成果。在此LKMC模型基础上有望进一步结合MD方法拓展成多尺度生长模拟程序，在实验描述和预测能力上进一步提升。