Влияние температуры подложки на морфологию и фотоэлектрические свойства тонких пленок молекулярного полупроводника субфталоцианина хлорида бора
Гордеев К.М.
1, Коптяев А.И.
1, Пахомов Г.Л.
11Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия

Email: kgor@ipmras.ru, kopt@ipmras.ru, pakhomov@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 1 августа 2025 г.
В окончательной редакции: 5 ноября 2025 г.
Принята к печати: 7 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
Исследована морфология тонких слоев субфталоцианина хлорида бора (SubPc) в диапазоне температур от 70 oC до -35 oC. Оптические и рентгеновские исследования, а также данные о морфологии пленок выявили признаки аномальной смены механизма роста. Вероятнее всего, это связано с термической активацией подвижности молекулярных агрегатов, состоящих из двух молекул SubPc (димеров), обладающих большим сродством к поверхности подложки, чем одиночная молекула (мономер). Изготовлены многослойные структуры c молекулярным гетеропереходом p-SubPc/n-C60 - прототипы органических фотодиодов, где слой SubPc осаждался при различных температурах. Наилучший образец с выпрямлением ~ 9· 103 и кратностью фототок/темновой ток ~ 3· 104 получен cо слоем SubPc, осажденным при температуре подложки 0 oC, обладающим кристаллической структурой. Ключевые слова: молекулярные полупроводники, тонкие пленки, механизм роста, термодинамический контроль, эффективность фотодиодов.
- G. Lavarda, J. Labella, M.V. Marti nez-Di az, M.S. Rodri guez-Morgade, A. Osuka, T. Torres. Chem. Soc. Rev., 51 (23), 9482 (2022). DOI: 10.1039/D2CS00280A
- G. Akhtanova, H.P. Parkhomenko, N. Asanov, A.I. Mostovyi, N. Schopp, M. Kaikanov, V.V. Brus. Adv. Opt. Mater., 13 (24), 2501396 (2025). DOI: 10.1002/adom.202501396
- E. Feltri, P. Mondelli, B. Petrovic, F.M. Ferrarese, A. Sharova, G. Stojanovic, A. Luzio, M. Caironi. Adv. Sci., 11 (41), (2024). DOI: 10.1002/advs.202404658
- G.L. Pakhomov, V.V. Travkin, P.A. Stuzhin. In Recent Advances in Boron-Containing Materials (IntechOpen, 2020), DOI: 10.5772/intechopen.90292
- G.A. Nowsherwan, Q. Ali, U.F. Ali, M. Ahmad, M. Khan, S.S. Hussain. Organics, 5 (4), 520 (2024). DOI: 10.3390/org5040028
- J. Bisquert. J. Phys. Chem. Lett., 3 (11), 1515 (2012). DOI: 10.1021/jz300600j
- A.I. Koptyaev, V.V. Travkin, P.A. Yunin, K.M. Gordeev, G.L. Pakhomov. J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 36 (17), 1053 (2025). DOI: 10.1007/s10854-025-15073-7
- C.-F. Lin, S.-W. Liu, C.-C. Lee, J.-C. Hunag, W.-C. Su, T.-L. Chiu, C.-T. Chen, J.-H. Lee. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 103, 69 (2012). DOI: 10.1016/j.solmat.2012.04.005
- R.R. Cranston, B.H. Lessard. RSC Adv., 11 (35), 21716 (2021). DOI: 10.1039/D1RA03853B
- O. Koifman, A. Koptyaev, V. Travkin, P. Yunin, N. Somov, D. Masterov, G. Pakhomov. Colloids Interfaces, 6 (4), 77 (2022). DOI: 10.3390/colloids6040077
- Z.J. Comeau, R.R. Cranston, H.R. Lamontagne, C.S. Harris, A.J. Shuhendler, B.H. Lessard. Commun. Chem., 5 (1), 178 (2022). DOI: 10.1038/s42004-022-00797-y
- C.-T. Chou, W.-L. Tang, Y. Tai, C.-H. Lin, C.-H.J. Liu, L.-C. Chen, K.-H. Chen. Thin Solid Films, 520 (6), 2289 (2012). DOI: 10.1016/j.tsf.2011.09.062
- M. Li, W.-H. Li, Y.-J. Hu, J. Leng, W.-M. Tian, C.-Y. Zhao, J.-X. Liu, R.-R. Cui, S.-Y. Jin, C.-H. Cheng, S.-L. Cong. Chin. J. Chem. Phys., 35 (6), 900 (2022). DOI: 10.1063/1674-0068/cjcp2103052
- S.S. Harivyasi, O.T. Hofmann, N. Ilyas, O.L.A. Monti, E. Zojer. J. Phys. Chem. C, 122 (26), 14621 (2018). DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b03675
- J. Wang, P. Yang, X. Zhao, L. Yang. Thin Solid Films, 636, 527 (2017). DOI: 10.1016/j.tsf.2017.07.001
- S. Kalia, A. Mahajan, C.G. Ghansyam, A.K. Debnath, V. Saxsena, D.K. Aswal, R.K. Bedi. J. Appl. Phys., 121 (9), 095501 (2017). DOI: 10.1063/1.4977695
- Y.H. Son, G.W. Kim, W.S. Jeon, R. Pode, J.H. Kwon. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 565 (1), 8 (2012). DOI: 10.1080/15421406.2012.690976
- R. Zigelstein, A.J. Lough, T.P. Bender. Acta Crystallogr. C Struct. Chem., 80 (10), 658 (2024). DOI: 10.1107/S2053229624006934
- G.L. Pakhomov, V.V. Travkin, A.N. Tropanova, A.I. Mashin, A.A. Logunov. Nanotechnol. Russ., 9 (1-2), 77 (2014). DOI: 10.1134/S199507801401011X
- P.A. Yunin, V.V. Travkin, Y.I. Sachkov, A.I. Koptyaev, P.A. Stuzhin, G.L. Pakhomov. Appl. Surf. Sci., 512, 145645 (2020). DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.145645
- C.C. Mattheus, W. Michaelis, C. Kelting, W.S. Durfee, D. Wohrle, D. Schlettwein. Synth. Met., 146 (3), 335 (2004). DOI: 10.1016/j.synthmet.2004.08.019
- Н.Р. Галль, Е.В. Рутьков, А.Я. Тонтегоде. ФТП, 39 (11), 1280 (2005). [N.R. Gall', E.V. Rut'kov, A.Ya. Tontegode. Semiconductors, 39 (11), 1280 (2005). DOI: 10.1134/1.2128450]
- K. Reichelt. Vacuum, 38 (12), 1083 (1988). DOI: 10.1016/0042-207X(88)90004-8
- J. Kim, S. Yim. Appl. Phys. Lett., 99 (19), (2011). DOI: 10.1063/1.3660710
- T. Mirabito, B. Huet, J.M. Redwing, D.W. Snyder. ACS Omega, 6 (31), 20598 (2021). DOI: 10.1021/acsomega.1c02758
- S. Tabuchi, Y. Otsuka, M. Kanai, H. Tabata, T. Matsumoto, T. Kawai. Org. Electron., 11 (5), 916 (2010). DOI: 10.1016/j.orgel.2010.02.011
- G.L. Pakhomov, A.I. Koptyaev, P.A. Yunin, N.V. Somov, A.S. Semeikin, E.D. Rychikhina, P.A. Stuzhin. Chem. Select, 8 (45), e202303271 (2023). DOI: 10.1002/slct.202303271
- M. Trelka, A. Medina, D. Ecija, C. Urban, O. Groning, R. Fasel, J.M. Gallego, C.G. Claessens, R. Otero, T. Torres, R. Mirandaae. Chem. Commun., 47 (36), 9986 (2011). DOI: 10.1039/c1cc11658d
- K.L. Sampson, X. Jiang, E. Bukuroshi, A. Dovijarski, H. Raboui, T.P. Bender, K.M. Kadish. J. Phys. Chem. A, 122 (18), 4414 (2018). DOI: 10.1021/acs.jpca.8b02023
- X. Chen, S Zheng. Org. Electron., 62, 667 (2018). DOI: 10.1016/j.orgel.2018.07.005
- J. Zhang, Y. Li, X. Jiang, Z. Wang, C. Yang. Dyes Pigm., 170, 107584 (2019). DOI: 10.1016/j.dyepig.2019.107584
- V. Rani, A. Sharma, P. Kumar, B. Singh, S. Ghosh. RSC Adv., 7 (86), 54911 (2017). DOI: 10.1039/C7RA08316E