Структура вакантных электронных состояний поверхности окисленного германия при осаждении пленок перилен-тетракарбонового диангидрида

Приведены результаты исследования пограничного потенциального барьера и вакантных электронных состояний в энергетическом диапазоне от 5 до 20 eV выше уровня Ферми E$_{F}$ при осаждении на поверхность окисленного германия ((GeO$_{2}$)Ge) пленок перилен-тетракарбонового диангидрида (PTCDA). Содержание окисла на поверхности (GeO$_{2}$)Ge определяли методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. В экспериментах использовали методику регистрации отражения от поверхности тестирующего пучка низкоэнергетических электронов, реализованную в режиме спектроскопии полного тока. Теоретический анализ включал в себя расчет энергий и пространственного распределения орбиталей молекул PTCDA методом теории функционала плотности (DFT) с использованием функционала B3LYP в базисе 6–31G(d) и последующее масштабирование рассчитанных значений энергий орбиталей согласно процедуре, хорошо зарекомендовавшей себя при исследованиях малых сопряженных органических молекул. Исследована закономерность изменения тонкой структуры спектров полного тока в процессе увеличения толщины покрытия PTCDA на поверхности (GeO$_{2}$)Ge до 6 nm. При энергиях ниже 9 eV над $E_{\mathrm{F}}$ в пленке PTCDA расположен максимум плотности незаполненных электронных состояний, образованный преимущественно $\pi^{*}$ орбиталями молекул. Более высоколежащие максимумы плотности незаполненных состояний имеют $\sigma^{*}$ характер. Формирование пограничного потенциального барьера при осаждении PTCDA на поверхность (GeO$_{2}$)Ge сопровождается увеличением работы выхода поверхности, $E_{\operatorname{vac}}$–$E_{\mathrm{F}}$ от 4.6 $\pm$ 0.1 до 4.9 $\pm$ 0.1 eV. Это происходит при увеличении толщины покрытия PTCDA до 3 nm, а при дальнейшем осаждении PTCDA работа выхода поверхности практически не изменяется, что соответствует модели формирования ограниченного поляризационного слоя в осаждаемой органической пленке.