Structure dependent electronic properties in donor-acceptor assemblies on metal surfaces

Resumen

Las mezclas de moléculas dadoras y aceptoras son habituales en los llamados dispositivos de inyección, como las células solares orgánicas. En ellos, la capa de contacto con el electrodo metálico es elemento clave, ya que el alineamiento de su estructura de niveles moleculares respecto al nivel de Fermi del metal define las barreras de inyección de electrones y huecos. En esta tesis se investiga el contacto molécula/metal definido por un retículo dador-aceptor autoensamblado sobre una superficie cristalina. El estudio es sistemático, variándose la estequiometria y la naturaleza de las moléculas dadoras (CuPc, PEN) y aceptoras (F16CuPc, PFP), así como la del substrato, para el que se usan las superficies Cu(111) y Au(111). La estructura geométrica de las capas orgánicas se estudia con microscopía túnel (STM) y ondas estacionarias de rayos X (XSW), mientras que la estructura electrónica se estudia con fotoemisión de rayos X (XPS) y absorción (NEXAFS). Los resultados se comparan con cálculos teóricos DFT realizados por el grupo del Profesor Angel Rubio.El descubrimiento más importante es el desplazamiento en energía de ligadura de los niveles profundos de las moléculas en función de la concentración relativa de moléculas dadoras y aceptoras en contacto con el metal. Este desplazamiento, que denominamos ¿dador-a-aceptor¿, tiene un carácter universal, ya que no depende de la naturaleza de moléculas o substratos. El análisis sistemático y concienzudo permite concluir que el desplazamiento ¿dador-aceptor¿ refleja un desplazamiento rígido de la estructura de niveles moleculares del sistema, y por lo tanto, de las barreras de inyección