Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

Электронные свойства тонких органических пленок на поверхности полупроводниковых материалов привлекают в последнее время большое внимание исследователей. Это связано с возможностью использования этих пленок для электронных и структурных модификации поверхности в технологии микроэлектроники. В данной работе исследовалось влияние адсорбции органических материалов: этанола, бутанола, изопентанола на работу выхода реальной поверхности GaAs(111). Выбор указанных органических веществ обусловлен тем, что их дипольные моменты и ориентации в пространстве различны. Так дипольный момент этанола μ=1,75·10-30 Кл·м, бутанола μ=5,5·10-30 Кл·м, изопентанола μ=6·10-30 Кл·м. При этом ориентация этиловых молекул близка к нормальной, тогда как молекулы бутанола и изоамилового спирта имеют наклонную ориентацию к поверхности. В ходе эксперимента снималась зависимость термодинамической работы выхода от экспозиции образцов в парах органических веществ. Работу выхода определяли методом контактной разности потенциалов в варианте Кельвина. Воздействие адсорбированных молекул на работу выхода арсенида галлия проявилось в ее снижении вне зависимости от типа проводимости образца. Адсорбция этанола на поверхности n-GaAs привела к снижению работы выхода с 4,64 до 4,55 эВ, адсорбция бутанола к величине 4.53 эВ, а изоамилового спирта к 4,43 эВ. Меньшее влияние оказала адсорбция органических соединений на поверхности арсенида галлия р-типа. Так адсорбция этанола снизила работу выхода всего с 4,76 до 4,68 эВ, адсорбция бутанола до 4,66 эВ, изопентанола до 4,61 эВ. Подогрев адсорбата привел лишь к небольшому понижению работы выхода на p-GaAs. Таким образом, адсорбция этанола привела к значению φ=4,65 эВ, бутанола - φ=4,62 эВ, изопентанола φ=4,58 эВ. К большему снижению работы выхода привел подогрев адсорбата для образца n-GaAs: адсорбция этанола влечет снижение работы выхода до 4,50 эВ, адсорбция бутанола приводит к величине φ=4,44 эВ, а адсорбция изопентанола к значению φ=4,37 эВ. Таким образом, наибольшее снижение работы выхода влечет изоамиловый спирт; наименьшее-этиловый спирт, что опять же свидетельствует об ориентации адсорбированных молекул близкой к нормальной и о величине f близкой к собственному дипольному моменту частицы. Разница между величинами изменения работы выхода для образцов GaAs с разными типами проводимости вызывается различными концентрациями электронов в образцах. По результатам экспериментов установлено, что адсорбция органических молекул приводит к положительному заряду поверхности. Положительный заряд обусловлен ориентацией молекул, близкой к вертикальной, причем положительная углеводородная группа направлена к поверхности. Появление положительного заряда на поверхности приводит к снижению работы выхода и, как следствие, к отрицательному изгибу зон. Величина поверхностного заряда, а следовательно и величина изменения работы выхода, определяются дипольным моментом молекулы, таким образом, наибольшее снижение работы выхода дают молекулы со значительными дипольными моментами (из рассмотренных-изопентанол). Более заметное изменение работы выхода происходит при адсорбции алифатических спиртов на поверхности с электронным типом проводимости, так как при этом имеет место обогащение приповерхностной области основными носителями.