NEXAFS 분광법에 의한 Alq3/Ba과 Alq3/Au의 계면에서의 전자 천이에 관한 연구

• Published in: Biuletyn Uniejowski Vol. 45; no. 1; pp. 15 - 19
• Main Authors: 임수용(Su yong Lim), 주성후(Sung Hoo Ju), 양재웅(Jae Woong Yang)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국표면공학회 01.02.2012
• Subjects: 기계공학; Electronic structure; Au; Electron transfer; Alq< OLED; NEXAFS spectroscopy; 3< SUB> Ba
• ISSN: 1225-8024; 2299-8403; 2288-8403

유기전계 발광소자에서 tris(8-quinolinolato)aluminum(III); Alq3는 전자 수송층으로 자주 사용된다. Alq3 위에 작은 일함수를 지닌 바륨 혹은 큰 일함수를 지닌 금이 각각 진공 증착되었다. 이때 형성된 Alq3/Ba과 Alq3/Au의 계면에서의 전자 천이 거동을 가까운 끝머리 엑스선 흡수 미세구조(near edge x-ray absorption fine structure NEXAFS) 분광법을 사용하여 조사하였다. 각각의 계면에 있어서 비점유 궤도의 에너지 준위를 π*(LUMO, LUMO+1, LUMO+2, LUMO+3)와 σ*로써 할당했고 이들 피크의 상대적인 세기가 조사되었다. Alq3 분자를 구성하는 산소 원자에 있어서 K 끝머리부터 LUMO+2 준위로의 천이에 대한 상대적인 피크의 세기는 낮은 일함수를 가진 바륨(2.7 eV)의 도포량이 Alq3 층 위에서 연속적으로 증가됨에 따라 크게 증가됐다. 반면에 높은 일함수를 지닌 금(5.1 eV)의 도포량이 Alq3 층 위에 증가될 때 LUMO+2 천이로의 상대적인 피크의 세기는 감소했다. 이것은 비점유 궤도를 구성하는 산소 원자에 있어서 입사광에 의한 전자 천이가 금속의 일함수에 크게 의존함을 의미한다. 한편, Alq3을 구성하는 탄소 원자에 있어서 K 끝머리로부터 π*로의 천이의 경우에, 바륨의 도포 량이 Alq3 위에 증가됨에 따라 π1*(LUMO와 LUMO+1)로는 조금씩 감소되고 π2*(LUMO+2와 LUMO+3)로는 다소 증가된다. 이러한 π1*로부터 π2*로의 에너지 준위의 상승은 바륨으로부터 Alq3로 제공된 전자가 전자 천이과정에 기여함을 의미한다. 위와 같은 관측과 같이 각 계면에서의 NEXAFS 스펙트럼의 분석은 순수한 유기재료의 광에 의한 전자 천이의 과정을 이해하는 기초자료로써 중요하다. Tris(8-quinolinolato)aluminum(III); Alq3 has been frequently used as an electron transporting layer in organic light-emitting diodes. Either Ba with a low work function or Au with a high work function was deposited on Alq3 layer in vacuum. And then, the behaviors of electron transition at the Alq3/Ba and Alq3/Au interfaces were investigated by using the near edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy. In the each interface, the energy levels of unoccupied obitals were assigned as π*(LUMO, LUMO+1, LUMO+2and LUMO+3) and σ*. And the relative intensities of these peaks were investigated. In an oxygen atom composing Alq3 molecule, the relative intensities for a transition from K-edge to LUMO+2 were largely increased as Ba coverage (ΘBa, 2.7 eV) with a low work function was in-situ sequentially increased on Alq3layer. In contrast, the relative intensities for the LUMO+2 peak were reduced as Au coverage (ΘAu, 5.1 eV)with a high work function were increased on Alq3 layer. This means that the electron transition by photon in oxygen atom which consists in the unoccupied orbitals in Alq3 molecule, largely depends on work function of a metal. Meanwhile, in the case of electron transition in a carbon atom, as ΘBa was increased on Alq3,the relative intensity from K-edge to π1* (LUMO and LUMO+1) was slightly decreased, and from K-edge to π2* (LUMO+2 and LUMO+3) was somewhat increased. This rising of the energy state from π1* to π2*exhibits that electrons provided by Ba would contribute to the process of electron transition in the Alq3/Ba interfaces. As shown in above observation, the analyses of NEXAFS spectra in each interface could be important as a basic data to understand the process of electron transition by photon in pure organic materials. KCI Citation Count: 0