edoc-Server der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Autor(en): Florent Yang
Titel: Electrochemical modification of Si surfaces by methyl groups (CH 3, CD 3), ethynyl derivatives, pyrrole and thiophene
Gutachter: Klaus Rademann; Norbert Esser
Erscheinungsdatum: 30.11.2009
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-100103701)
Fachgebiet(e): Chemie
Schlagwörter (ger): Silizium, Photolumineszenz, Organischen Schichten, Grignard, Elektrochemie, Passivierung, Infrarot Ellipsometrie, Röntgen Photoemissions Spektroskopie
Schlagwörter (eng): silicon, photoluminescence, organic layers, Grignard, electrochemistry, passivation, infrared ellipsometry, X-ray photoemission spectroscopy
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Yang, Florent: Electrochemical modification of Si surfaces by methyl groups (CH 3, CD 3), ethynyl derivatives, pyrrole and thiophene; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 30.11.2009, urn:nbn:de:kobv:11-100103701
Metadatenexport: Um den gesamten Metadatensatz im Endnote- oder Bibtex-Format zu speichern, klicken Sie bitte auf den entsprechenden Link. Endnote   Bibtex  
print on demand: Wenn Sie auf dieses Icon klicken, können Sie ein Druckexemplar dieser Publikation bestellen.
Diese Seite taggen: Diese Icons führen auf so genannte Social-Bookmark-Systeme, auf denen Sie Lesezeichen anlegen, persönliche Tags vergeben und Lesezeichen anderer Nutzer ansehen können.
  • connotea
  • del.icio.us
  • Furl
  • RawSugar

Abstract (ger):
Silizium (Si) wird für eine breite Palette von Anwendungen wie z.B. in Solarzellen, Mikroelektronik, Biochips und so weiter eingesetzt. In dieser Arbeit wurden neue Hybridsysteme aus Si und organischen Molekülen, bezüglich der Oberflächenpassivierung des Halbleiters und der resultierenden elektronischen Eigenschaften untersucht. Insbesondere wurden Methyl-Gruppen (CH3 und CD3), Ethynyl-Derivate (H−C≡C-, CH3−C≡C-, und C6H5−C≡C-), sowie Pyrrol und Thiophen aus Grignardlösungen untersucht. Bezüglich Stabilität und Defektkonzentration konnte gezeigt werden, dass organisch modifizierte Si-Oberflächen eine höhere Stabilität an Luft haben als Standard wasserstoffpassivierte Si-Oberflächen und dabei eine nur geringfügig höhere Defektkonzentration aufweisen. Untersuchungen mit Infrarot Spektroskopischer Ellipsometrie (IRSE) und Synchrotron Röntgen Photoemissions Spektroskopie (SXPS) zeigen, dass die Oxidationsrate für Oberflächen mit CH3-Terminierung stark reduziert ist. In der vorliegenden Arbeit gelang es erstmalig mittels IRSE die charakteristische „Umbrella“-Schwingungsmode zu beobachten und SXPS Messungen zeigten die Spin-Orbit-Aufspaltung der Si 2p Emission für CH3-passivierte Si-Oberflächen. Die CH3-Gruppen besitzen einen hohen Grad von Ordnung auf der Si(111)-Oberfläche. Das Aufbringen von Ethynyl-Derivaten führt zu extrem dünnen polymerisierten Schichten auf Si durch elektrochemische Radikaloxidation der C≡C Dreifachbindung. Diese Schichten sind homogen und haften sehr gut an der Si-Oberfläche. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Abscheidung von Ethynyl-Derivaten vom Typ des Halogenatoms im Grignard-Precursor abhängig ist, wobei Br im Vergleich zu Cl zu geringeren Rekombinationsgeschwindigkeiten an der Polymer/Si-Grenzfläche führen. Eine Änderung der Austrittsarbeit von bis zu 0.5 eV und der Bandverbiegung von bis zu 0.24 eV wurde nach der Abscheidung dieser Moleküle gemessen. Diese elektronischen Eigenschaften hängen linear vom Oberflächendipol ab.
Abstract (eng):
Organic functionalization of silicon (Si) surfaces has received a tremendous interest in the development of organic/semiconductor hetero-structures for plenty of potential applications from microelectronics, molecular electronics, photovoltaics to bio-applications. In this thesis, tailoring of the electronic properties and passivation properties of such organic hetero-structures have been investigated. Direct grafting of organic layers like methyl groups (CH3 and CD3), ethynyl derivatives (H−C≡C-, CH3−C≡C-, and C6H5−C≡C-), and heterocyclic molecules (pyrrole and thiophene) onto Si(111) surfaces have been performed in a one-step electrochemical process by anodic treatment in Grignard electrolytes. Organically modified Si surfaces show low interface recombination rates as measured by photoluminescence technique and reveal also a much better passivation with respect to stability in ambient air than H-terminated Si surfaces. Grafting of ethynyl derivatives and heterocyclic molecules lead to the formation of ultrathin polymeric layers, where the thickness depends on charge flow applied to the Si electrode, while methyl groups lead to a monolayer on Si(111) surfaces. Only a very small amount of oxidation states of Si has been observed by infrared spectroscopic ellipsometry (IRSE) and synchrotron X-ray photoemission spectroscopy (SXPS). For the first time, IRSE and SXPS measurements reveal the “umbrella” vibrational mode characteristic from methyl groups and a well-defined spin-orbit splitting of the Si 2p core level emission, respectively, in the case of methylated Si(111) surfaces. For all ethynyl derivatives, high-resolution SXPS investigations reveal the incorporation of halogen atoms in the organic layers obtained. Thereby, exchanging Br for Cl in the Grignard compound leads to lower interface recombination rates at the polymer/Si interface. A shift in work function and surface band bending of up to 0.5 and 0.24 eV has been observed, respectively. The electronic properties reveal a linear relation between the work function and the surface dipole.
Zugriffsstatistik: Die Daten für die Zugriffsstatistik der einzelnen Dokumente wurden aus den durch AWStats aggregierten Webserver-Logs erstellt. Sie beziehen sich auf den monatlichen Zugriff auf den Volltext sowie auf die Startseite. Die Zugriffsstatistik wird nicht standardisiert erfasst und kann maschinelle Zugriffe enthalten.
 
Bei Formatversionen eines Dokuments, die aus mehreren Dateien bestehen (insbesondere HTML), wird jeweils der monatlich höchste Zugriffswert auf eine der Dateien (Kapitel) des Dokuments angezeigt.
 
Um die detaillierten Zugriffszahlen zu sehen, fahren Sie bitte mit dem Mauszeiger über die einzelnen Balken des Diagramms.
Startseite: 4 Zugriffe PDF: 14 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 7 Zugriffe Startseite: 7 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 10 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 8 Zugriffe PDF: 2 Zugriffe PDF: 8 Zugriffe PDF: 9 Zugriffe PDF: 13 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 15 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe PDF: 14 Zugriffe PDF: 13 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 31 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 18 Zugriffe Startseite: 6 Zugriffe PDF: 25 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 17 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 29 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 24 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 15 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 30 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 28 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 28 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 61 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe Startseite: 19 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 8 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 39 Zugriffe
Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Monat Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Startseite 4 2 7 1 3           2 1         2 1 6 4 2 1 1 1   2 3 2 3 1 1 3 19 8 4
PDF 14 7 16 10 8 2 8 9 13 20 15 11 11 20 14 13 31 18 25 17 29 20 24 15 20 35 30 28 35 28 61 32 19 33 39

Gesamtzahl der Zugriffe seit Jul 2011:

  • Startseite – 84 (2.4 pro Monat)
  • PDF – 730 (20.86 pro Monat)
 
 
Generiert am 23.08.2014, 11:12:19