Исследование кристаллической структуры тонких пленок органического полупроводника - дигидродибензотетраазааннулена

Abstract

В статье представлены результаты исследования кристаллической структуры тонких пленок дигидродибензотетраазааннулена (ТАА), полученных методом термической сублимации и конденсации в вакууме на различные неподогретые аморфные подложки. Исследование выполнялось рентгенодифрактометрическим методом с использованием CuKα-излучения. Сейчас для молекулярного кристалла ТАА известны две полиморфные модификации – G и G01, относящиеся к моноклинной сингонии. На рентгеновских дифрактограммах тонких пленок ТАА присутствуют два сильных рефлекса, свидетельствующие об их высокой текстурированности. Установлено, что исходный порошок ТАА содержит обе его полиморфные модификации, однако на начальном этапе конденсации в пленках ТАА преимущественно образуется G-форма. В более толстых пленках присутствуют обе полиморфные модификации. Выполнен теоретический расчет положения рентгеновских рефлексов для обеих полиморфных модификаций ТАА, на основе которого интерпретируются все особенности экспериментальных дифрактограмм. Экспериментально наблюдаемые эффекты объясняются в рамках классической модели минимума свободной поверхностной энергии критических кристаллических зародышей.

В статті наведено результати досліджень кристалічної структури тонких плівок дигідродибензотетраазаанулену (ТАА), одержаних методою термічної сублімації та конденсації у вакуумі на різних непідігрітих аморфних підложжях. Дослідження виконано рентґенодифракційною методою на CuKα-випроміненні. Зараз відомі дві поліморфні модифікації молекулярного кристалу ТАА – G та G01, що відносяться до моноклінної сингонії. На Рентґенових дифрактограмах тонких плівок ТАА присутні два сильних рефлекси, що свідчать про їх високу текстурованість. Виявлено, що вихідний порошок ТАА містить обидві його поліморфні модифікації, але на початку конденсації в плівках ТАА переважно утворюється G-форма. В більш товстих плівках присутні обидві модифікації. Виконано теоретичний розрахунок положень дифракційних рефлексів для поліморфних модифікацій ТАА, на основі якого інтерпретуються всі особливості експериментальних дифрактограм. Експериментальні ефекти пояснюються з позицій клясичного моделю мінімальної поверхневої енергії критичних кристалічних зародків.

This paper presents results on crystal-structure investigation of dihydrodibenzotetraazaannulene (TAA) thin films prepared by method of thermal vacuum sublimation and condensation on different non-heated amorphous substrates. The crystalline structure of the films is studied at room temperature by x-ray diffraction (XRD) in CuKα-radiation. Now two polymorphic modifications G and G01 for TAA molecular crystal with monoclinic form are known. X-ray diffraction patterns of TAA thin films show two strong reflections associated with high-quality texture in these films. As revealed, the initial TAA powder contains both G and G01 forms. However, at the initial stage of TAA films growth, G form is mainly formed. In thicker films, two polymorph modifications coexist. All features of XRD patterns are interpreted on the basis of theoretical calculations of x-ray reflections positions for both polymorphic TAA forms. Experimentally observed effects are explained in terms of classic model for free surface energy minimization of critical crystal nuclei.