J 2014

Unravelling the multilayer growth of the fullerene C-60 in real time

BOMMEL, S., N. KLEPPMANN, C. WEBER, H. SPRANGER, P. SCHAFER et. al.

Basic information

Original name

Unravelling the multilayer growth of the fullerene C-60 in real time

Authors

BOMMEL, S., N. KLEPPMANN, C. WEBER, H. SPRANGER, P. SCHAFER, Jiří NOVÁK, S. ROTH, F. SCHREIBER, S.H.L. KLAPP and S. KOWARIK

Edition

NATURE COMMUNICATIONS, LONDON, NATURE PUBLISHING GROUP, 2014, 2041-1723

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Country of publisher

United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 11.470

DOI

UT WoS

000345624800009

Keywords (in Czech)

Růst tenkých filmů; kinetické Monte-Carlo simulace; energetická bariéra; Rentgenový rozptyl; epitaxní růst; růst klastrů; solární články; C60, povrchy; molekuly

Keywords in English

THIN-FILM GROWTH; KINETIC MONTE-CARLO; STEP-EDGE BARRIERS; X-RAY-SCATTERING; EPITAXIAL-GROWTH; CLUSTER GROWTH; SOLAR-CELLS; SOLID C60; SURFACES; MOLECULES

Tags

Změněno: 6/1/2015 15:52, Mgr. Jiří Novák, Ph.D.

Abstract

ORIG CZ

V originále

Molecular semiconductors are increasingly used in devices, but understanding of elementary nanoscopic processes in molecular film growth is in its infancy. Here we use real-time in situ specular and diffuse X-ray scattering in combination with kinetic Monte Carlo simulations to study C-60 nucleation and multilayer growth. We determine a self-consistent set of energy parameters describing both intra- and interlayer diffusion processes in C-60 growth. This approach yields an effective Ehrlich-Schwoebel barrier of E-ES = 110 meV, diffusion barrier of E-D = 540 meV and binding energy of E-B = 130 meV. Analysing the particle-resolved dynamics, we find that the lateral diffusion is similar to colloids, but characterized by an atom-like Schwoebel barrier. Our results contribute to a fundamental understanding of molecular growth processes in a system, which forms an important intermediate case between atoms and colloids.

In Czech

Molekulární polovodiče jsou stále častěji používány v elektronických součástkách, ale porozumění jejich elementárních nanoskopických vlastností je stále v zárodku. V předkládané studii prezentujeme studii nukleace C-60 a růstu jeho multivrstev provedenou pomocí kombinace in-situ spekulárního a difuzního Rentgenového rozptylu v reálném čase a kinetických Monte-Carlo simulací. Pomocí těchto metod jsme určili konzistentní množinu energetických parametrů popisujících difuzi atomů C-60 uvnitř molekulárních vrstev a mezi nimi v průběhu růstu multivrstev. Tento přístup poskytuje efektivní Ehrlichovu-Schwoebelovu bariéru E_ES=110 meV a difuzní bariéru E_D=540 meV a vazební energii E_B=130 meV. Pomocí analýzi částicově rozlišené dynamiky shledáváme, že laterální difúze je podobná koloidům, ale charakterizovaná Schwoebelovou bariérou jako u atomů. Naše výsledky přispívaji k fundamentálnímu porozumění procesů při růstu molekulárních krystalů v systému, který tvoří důležitý mezikrok mezi atomy a koloidy.