摘要：作为一门化学与物理交叉的新兴学科,表面在位化学(on-surface chemistry)自诞生以来一直处于表面科学的研究前沿.表面在位化学反应既依托于传统溶液反应,又与传统液相化学反应有着明显的区别.传统溶液反应中的诸多经验、理论在表面在位化学反应中依旧适用,很多经典的溶液反应也能在表面上得以实现.然而,利用表面限域效应可以引发一系列在传统溶液反应中难以实现的,具有高精度、高选择性的化学反应,这使得表面在位化学在功能性大分子设计、合成化学以及新材料制备中显示出十分诱人的潜能.本文总结了一些具有代表性的表面在位化学反应,通过比较其与传统溶液反应路径和产物上的差别,归纳了表面在位化学的特点,并对这种"新型"反应手段未来将会面临到的机遇与挑战做出展望.

摘要：有机-有机异质结构已被广泛应用于各种有机电子器件,包括有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池等。全面理解有机-有机异质结构的界面效应,对于器件的设计和性能优化具有重要意义。然而由于有机半导体具有多样的化学特性以及分子间较弱的范德华力,界面电荷传输特性与有机-有机电子结构、环境气氛等密切相关。在此,我们报道了随着顶层半导体并五苯(pentacene)的沉积,并五苯/酞菁氧钒(VOPc)异质结构的原位实时电学性能监测。结果显示,异质结构晶体管的p型迁移率从0.4 cm2∙V−1∙s^(−1)下降至0.2 cm2∙V−1∙s^(−1),而n型迁移率从0.01 cm2∙V−1∙s^(−1)迅速增加至约0.9 cm2∙V−1∙s^(−1)。这种n型输运行为的增强归因于pentacene向VOPc的界面电子转移效应以及由此导致的VOPc层中陷阱态的填充。此外,非原位实验对比表明,当晶体管制备过程暴露于大气时会明显抑制这种界面电荷转移效应,导致沉积pentacene后n型输运几乎没有得到改善。薄膜形态、开尔文探针力显微镜(KPFM)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,界面处存在从pentacene到VOPc的电子转移。进一步的密度泛函理论(DFT)计算表明,由于pentacene/VOPc之间较强的相互作用,pentacene往VOPc的电荷转移量约为0.15 e。此外,O_(2)/H2O的存在会抑制这种界面电荷转移效应,这与我们的实验结果一致。本研究通过原位电学表征对有机-有机界面之间的电荷转移效应给出了深入解释,有利于进一步的器件性能优化及界面效应分析。