Прохождение низкоэнергетических электронов и плотность незаполненных состояний сверхтонких слоев TCNQ на поверхности окисленного кремния

Приведены результаты исследования формирования незаполненных электронных состояний и пограничного потенциального барьера при термическом осаждении пленок тетрацианохинодиметана (TCNQ), толщиной до 7 nm, на поверхность (SiO$_{2}$)$n$-Si. Измерения электронных характеристик исследованной поверхности проводили методом спектроскопии полного тока (TCS) с использованием тестирующего электронного пучка с энергиями в диапазоне от 5 до 20 eV выше уровня Ферми. Формирование пограничного потенциального барьера в структуре (SiO$_{2}$)$n$-Si/TCNQ сопровождалось увеличением работы выхода поверхности от 4.2 $\pm$ 0.1 до 4.7 $\pm$ 0.1 eV. На основе результатов TCS экспериментов построены зависимости DOUS исследованных пленок TCNQ. Для анализа экспериментальных зависимостей DOUS проведен расчет энергий орбиталей исследованных молекул TCNQ методом теории функционала плотности (DFT) на уровне B3LYP/6-31G(d), с последующей корректировкой и учетом энергии поляризации среды в конденсированном состоянии. В исследованном энергетическом диапазоне DOUS пленок TCNQ имеет четыре основных максимума. Максимум DOUS при энергии 7.0 eV над $E_{\mathrm{F}}$ образован преимущественно $\pi^{*}$-орбиталями. Три максимума DOUS, расположенные в диапазоне энергий от 8.0 до 20 eV выше $E_{\mathrm{F}}$, сформированы примерно одинаковым количеством орбиталей $\pi^{*}$- и $\sigma^{*}$-типа.