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Titel: Energietransfer angeregter Zustände in dünnen Schichten PTCDA auf Ag(111) und Au(111)
Autor: Namgalies, Andreas
Weitere Beteiligte: Höfer, Ulrich (Prof. Dr.)
Veröffentlicht: 2017
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2017/0534
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2017-05346
DOI: https://doi.org/10.17192/z2017.0534
DDC: 530 Physik
Titel(trans.): Energy transfer of excited states in thin layers of PTCDA on Ag(111) and Au(111)
Publikationsdatum: 2017-09-07
Lizenz: https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Zweiphotonen Photoemission, 2PPE, Ag(111), Au(111), Organische Halbleiter, Energietransfer, Photolumineszenz, OLED

Zusammenfassung:
In der vorliegenden Betrachtung der spektralen Emission und der Zerfallsdynamik angeregter Zustände in PTCDA Schichten, die in Dicken von Monolagenbruchteilen bis hin zu etwas über 20 ML auf hochreinen Ag(111) und Au(111) Kristallen aufgewachsen wurden, ließ sich ein neuer Zugang zur Vermessung des Energietransfers zwischen einem organischen Halbleiter und einem nahegelegenen Metallkontakt erschließen. Durch die Kombination des mit einer Streak-Kamera aufgenommenen zeitabhängigen Photolumineszenzsignals mit Daten aus der zeitlich noch höher auflösenden 2PPE, wurde die lückenlose Vermessung der Dynamik von Prozessen ermöglicht, die auf Zeitskalen von wenigen Femtosekunden bis hin zu mehreren Nanosekunden stattfinden. Die systematische Betrachtung unterschiedlicher Schichtdicken erlaubte die Charakterisierung des Energietransfers in Abhängigkeit der Entfernung zwischen PTCDA Molekül und Metall mit einer räumlich sehr feinen Auflösung entsprechend des Gitterebenenabstands der einzelnen Schichten. Neben der Reproduktion von Spektren und Transienten der sauberen und mit PTCDA bedeckten Ag(111) Oberfläche wurde die Schichtdickenabhängige 2PPE Emission des PTCDA/Au(111) Modellsystems untersucht. Für beide Systeme zeigte sich eine niederenergetische Signalkomponente, die auf eine Anregung der Molekülschichten zurückgeführt werden konnte und sowohl in der Intensität, als auch in der Zerfallsgeschwindigkeit mit der Dicke der PTCDA Schichten korreliert. Dieses an metallorganischen Grenzflächen oft auftretende, aber zumeist ignorierte 2PPE Signal wurde systematisch zeitaufgelöst vermessen. In der spektralen Photolumineszenzuntersuchung konnte der lückenlose Wandel von der reinen Monomeremission sehr dünner Schichten, hin zu einer Emission verfolgt werden, die dem PTCDA Volumenkristall gleicht. Der Übergang zur Emission aus der kollektiven Anregung erfolgte dabei abhängig vom Metallsubstrat im Vergleich zur Absorption deutlich verzögert, was auf die nicht strahlende Photolumineszenzlöschung der Exzitonen durch das nahe Metall zurückzuführen ist. In nachfolgenden Streak-Kamera Aufnahmen wurden drei molekulare Zustände mit stark unterschiedlichen Lebensdauern identifiziert und schichtdickenabhängig vermessen. Die Lebensdauern des Monomerzustandes (M) lagen unterhalb der Zeitauf lösung der Streak-Kamera von ca. 2 ps. Der excimerartige Zustand (E) besaß eine vergleichsweise lange schichtdickenabhängige Lebensdauer. Durch den Vergleich der Transienten dieses unbeweglichen Zustands mit theoretischen Modellen zum Energietransport von organischen Molekülen nahe von Metalloberflächen zeigte sich ein deutlich unterschiedlicher Dipol-Dipol Transfer auf beiden Metallen. Auf Ag(111) erfolgt ein sehr effektiver Transport zur Oberfläche, auf Au(111) findet lediglich ein weniger effektiver Transport zum Metallvolumen statt. Der Zerfall des CT-Exzitons (Y) in der PL zeigte die stärkste Korrelation mit der Lagendicke und eine Übereinstimmung zur Lebensdauer des molekülinduzierten 2PPE Signals im gesamten untersuchten Schichtdickenbereich. Das niederenergetische 2PPE Signal konnte demnach als ein Resultat des Energietransfers der CT-Exzitonen identifiziert werden. Da die Signale der 2PPE und der PL trotz des gleichen Ursprungs aufgrund der unterschiedlichen Emissionsprozesse nur eingeschränkt direkt miteinander verglichen werden können, wurde ein Computermodell entwickelt, in dem die grundlegenden Transfermechanismen und die Signalerzeugung enthalten sind. Dieses Modell ermöglichte die direkte Kombination beider zeitabhängiger Datensätze, wodurch die Vorteile der 2PPE und PL in einer einzigen dickenabhängigen Untersuchung zusammengefasst werden konnten. In diesem Modell zeigte sich, dass für Zustand Y zusätzlich zum direkten Dipol- Dipol Quenching ein entscheidender Anteil des Energietransfers durch Hopping zwischen den Schichten stattfindet. Die Diffusionskonstante konnte zu D = 4.2 · 10−4 cm³/s bestimmt werden. Zusätzlich ist eine starke Änderung der Übergangswahrscheinlichkeit in den ersten beiden Moleküllagen zu erkennen, die auf der Ag(111) Oberfläche im Vergleich zu Au(111) um mehr als einen Faktor 8 beschleunigt stattfindet. Die großen Unterschiede in den ersten beiden Lagen implizieren, dass der wesentlich beschleunigte Transfer auf Ag(111) durch die Wirkung des Interfacezustandes (IS) hervorgerufen wird, von dem nun angenommen werden kann, dass er aufgrund seiner räumlichen und energetischen Lage einen effektiven Transferkanal zwischen den organischen Molekülen und dem Metall darstellt.

Summary:
In the present study on spectral emission and the dynamic of decay of exited states in PTCDA layers which were grown on ultrapurificated Ag(111) and Au(111) cristals in thickness of fraction monolayers up to 20 ML, a new access for the energy tranfer survey between an organic semiconducter and a nearby metal contact could be developed.

Bibliographie / References

  1. [26] T. Ogawa, K. Kuwamoto, S. Isoda, T. Kobayashi, and N. Karl, 3,4,9,10- Perylenetetracarboxylic Dianhydride (PTCDA) by Electron Crystallography, Acta Crystallogr. B 55, 123 (1999).
  2. [168] S. J. Park and R. E. Palmer, Acoustic Plasmon on the Au(111) Surface, Phys. Rev. Lett. 105, 016801 (2010).
  3. [108] J. Perdereau, J. P. Biberian, and G. E. Rhead, Adsorption and Surface Alloying of Lead Monolayers on (111) and (110) Faces of Gold, J. Phys. F Met. Phys. 4, 798 (1974).
  4. [35] J. Ziroff, P. Gold, A. Bendounan, F. Forster, and F. Reinert, Adsorption Energy and Geometry of Physisorbed Organic Molecules on Au(111) Probed by Surface-State Photoemission, Surf. Sci. 603, 354 (2009).
  5. [27] M. Rohlfing, R. Temirov, and F. S. Tautz, Adsorption Structure and Scanning Tunneling Data of a Prototype Organic-Inorganic Interface: PTCDA on Ag(111), Phys. Rev. B 76, 115421 (2007).
  6. [30] L. Romaner, D. Nabok, P. Puschnig, E. Zojer, and C. Ambrosch-Draxl, Theoretical Study of PTCDA Adsorbed on the Coinage Metal Surfaces, Ag(111), Au(111) and Cu(111), New J. Phys. 11, 053010 (2009).
  7. [175] E. J. Zeman and G. C. Schatz, An Accurate Electromagnetic Theory Study of Surface Enhancement Factors for Ag, Au, Cu, Li, Na, Al, Ga, in, Zn, and Cd, J. Phys. Chem. 91, 634 (1987).
  8. [48] E. W. Plummer and W. Eberhardt, Angle-Resolved Photoemission as a Tool for the Study of Surfaces, Adv. Chem. Phys. 49, 533 (1982).
  9. [25] T. Schmitz-Hübsch, T. Fritz, F. Sellam, R. Staub, and K. Leo, Epitaxial Growth of 3,4,9,10-Perylene-Tetracarboxylic-Dianhydride on Au(111): A STM and RHEED Study, Phys. Rev. B 55, 7972 (1997).
  10. [97] F. J. Himpsel and J. E. Ortega, Electronic-Structure of Cu(100), Ag(100), Au(100), and Cu3Au(100) from Inverse Photoemission, Phys. Rev. B 46, 9719 (1992).
  11. [106] N. Takeuchi, C. T. Chan, and K. M. Ho, Au(111) - a Theoretical-Study of the Surface Reconstruction and the Surface Electronic-Structure, Phys. Rev. B 43, 13899 (1991).
  12. [129] H. Vazquez, F. Flores, R. Oszwaldowski, J. Ortega, R. Perez, and A. Kahn, Barrier Formation at Metal-Organic Interfaces: Dipole Formation and the Charge Neutrality Level, Appl. Surf. Sci. 234, 107 (2004).
  13. [56] M. Marks, Über die Dynamik von Elektronen auf Silber-Einkristalloberflächen, an Metall-Organischen Grenzschichten und in PTCDA-Monolagen, Dissertation, Philipps-Unversität Marburg, 2012.
  14. [46] A. Einstein, Über Einen Die Erzeugung Und Verwandlung Des Lichtes Betreffenden Heuristischen Gesichtspunkt, Ann. Phys. 17, 132 (1905).
  15. [70] K. Drexhage, M. Fleck, H. Kuhn, F. Schafer, and W. Sperling, Berichte Der BunsenGesellschaft Fur Physikalische Chemie (Wiley-V ch Verlag GmbH, Muehlenstrasse 33-34, D-13187 Berlin, Germany, 1966), No. 9-10, p. 1179.
  16. [10] M. Rohlfing and T. Bredow, Binding Energy of Adsorbates on a Noble-Metal Surface: Exchange and Correlation Effects, Phys. Rev. Lett. 101, 266106 (2008).
  17. [75] H. Bässler and A. Köhler, Unimolecular and Supramolecular Electronics I: Chemistry and Physics Meet at Metal-Molecule Interfaces (Springer, Berlin, Heidelberg, 2012), pp. 1-65.
  18. [92] K. Kuhnke, R. Becker, and K. Kern, C-60 Excited State Energy Transfer to Metal Surfaces across Distances Below 3 nm, Surf. Sci. 377, 1056 (1997).
  19. [32] N. L. Zaitsev, I. A. Nechaev, and E. V. Chulkov, Change in Surface States of Ag(111) Thin Films Upon Adsorption of a Monolayer of PTCDA Organic Molecules, J. Exp. Theor. Phys. 110, 114 (2010).
  20. [61] M. Kasha, Characterization of electronic transitions in complex molecules, Discussions of the Faraday Society 9, 14 (1950).
  21. [38] I. G. Hill, A. Kahn, Z. G. Soos, and R. A. Pascal, Charge-Separation Energy in Films of Pi-Conjugated Organic Molecules, Chem. Phys. Lett. 327, 181 (2000).
  22. [21] Y. Zou, L. Kilian, A. Schöll, T. Schmidt, R. Fink, and E. Umbach, Chemical Bonding of PTCDA on Ag Surfaces and the Formation of Interface States, Surf. Sci. 600, 1240 (2006).
  23. [24] S. Mannsfeld, M. Toerker, T. Schmitz-Hübsch, F. Sellam, T. Fritz, and K. Leo, Combined LEED and STM Study of PTCDA Growth on Reconstructed Au(111) and Au(100) Single Crystals, Org. Electron. 2, 121 (2001).
  24. [29] R. Rurali, N. Lorente, and P. Ordejon, Comment on Molecular Distortions and Chemical Bonding of a Large Pi-Conjugated Molecule on a Metal Surface, Phys. Rev. Lett. 95, 209601 (2005).
  25. [164] W. Berthold, P. Feulner, and U. Höfer, Decoupling of Image-Potential States by Ar Mono- and Multilayers, Chem. Phys. Lett. 358, 502 (2002).
  26. [110] C. Wöll, S. Chiang, R. Wilson, and P. Lippel, Determination of Atom Positions at Stacking-Fault Dislocations on Au (111) by Scanning Tunneling Microscopy, Phys. Rev. B 39, 7988 (1989).
  27. [126] S. Krause, M. B. Casu, A. Schöll, and E. Umbach, Determination of Transport Levels of Organic Semiconductors by UPS and IPS, New J. Phys. 10, 085001 (2008).
  28. [20] M. Schneider, E. Umbach, and M. Sokolowski, Growth-Dependent Optical Properties of 3,4,9,10-Perylenetetracarboxylicacid-Dianhydride (PTCDA) Films on Ag(111), Chem. Phys. 325, 185 (2006).
  29. [130] H. Vazquez, R. Oszwaldowski, P. Pou, J. Ortega, R. Perez, F. Flores, and A. Kahn, Dipole Formation at Metal/PTCDA Interfaces: Role of the Charge Neutrality Level, Europhys. Lett. 65, 802 (2004).
  30. [102] F. Reinert, G. Nicolay, S. Schmidt, D. Ehm, and S. Hüfner, Direct Measurements of the L-Gap Surface States on the (111) Face of Noble Metals by Photoelectron Spectroscopy, Phys. Rev. B 63, 115415 (2001).
  31. [90] B. N. J. Persson and S. Andersson, Dynamical Processes at Surfaces: Excitation of Electron-Hole Pairs, Phys. Rev. B 29, 4382 (1984).
  32. [88] B. N. J. Persson and N. D. Lang, Electron-Hole-Pair Quenching of Excited-States near a Metal, Phys. Rev. B 26, 5409 (1982).
  33. [91] R. Rosetti and L. Brus, Electron-hole recombination emission as a probe of surface chemistry in aqueous cadmium sulfide colloid, J. Phys. Chem. 86, 4470 (1982).
  34. [80] A. Campion, A. R. Gallo, C. B. Harris, H. J. Robota, and P. M. Whitmore, ElectronicEnergy Transfer to Metal-Surfaces - a Test of Classical Image Dipole Theory at Short Distances, Chem. Phys. Lett. 73, 447 (1980).
  35. [41] E. V. Tsiper, Z. G. Soos, W. Gao, and A. Kahn, Electronic Polarization at Surfaces and Thin Films of Organic Molecular Crystals: PTCDA, Chem. Phys. Lett. 360, 47 (2002).
  36. [144] M. Marks, S. Sachs, C. H. Schwalb, A. Schöll, and U. Höfer, Electronic Structure and Excited State Dynamics in Optically Excited PTCDA Films Investigated with TwoPhoton Photoemission, J. Chem. Phys. 139, 8 (2013).
  37. [122] S. Sachs, C. H. Schwalb, M. Marks, A. Schöll, F. Reinert, E. Umbach, and U. Hö- fer, Electronic Structure at the Perylene-Tetracarboxylic Acid Dianhydride/Ag(111) Interface Studied with Two-Photon Photoelectron Spectroscopy, J. Chem. Phys. 131, 144701 (2009).
  38. [99] A. Bendounan, F. Forster, A. Schöll, D. Batchelor, J. Ziroff, E. Umbach, and F. Reinert, Electronic Structure of 1 ML NTCDA/Ag(111) Studied by Photoemission Spectroscopy, Surf. Sci. 601, 4013 (2007).
  39. [113] R. Courths, H. G. Zimmer, A. Goldmann, and H. Saalfeld, Electronic-Structure of Gold - an Angle-Resolved Photoemission-Study Along the Lambda-Line, Phys. Rev. B 34, 3577 (1986).
  40. [9] C. H. Schwalb, S. Sachs, M. Marks, A. Schöll, F. Reinert, E. Umbach, and U. Höfer, Electron Lifetime in a Shockley-Type Metal-Organic Interface State, Phys. Rev. Lett. 101, 146801 (2008).
  41. [124] M. Marks, Elektronendynamik in Bildpotentialzuständen auf Ag(111) und an der Grenzschicht PTCDA/Ag(111), Diplomarbeit, Philipps-Universität Marburg, 2008.
  42. [79] P. Avouris and B. N. J. Persson, Excited-States at Metal-Surfaces and Their Nonradiative Relaxation, J. Phys. Chem. 88, 837 (1984).
  43. [64] O. V. Mikhnenko, P. W. M. Blom, and T. Q. Nguyen, Exciton Diffusion in Organic Semiconductors, Energy Environ. Sci. 8, 1867 (2015).
  44. [55] U. Höfer, I. L. Shumay, C. Reuß, U. Thomann, W. Wallauer, and T. Fauster, TimeResolved Coherent Photoelectron Spectroscopy of Quantized Electronic States on Metal Surfaces, Science 277, 1480 (1997).
  45. [53] H. Petek and S. Ogawa, Femtosecond Time-Resolved Two-Photon Photoemission Studies of Electron Dynamics in Metals, Prog. Surf. Sci. 56, 239 (1997).
  46. [85] M. Daffertshofer, H. Port, and H. C. Wolf, Fluorescence Quenching of Ultrathin Anthracene Films by Dielectric and Metallic Substrates, Chem. Phys. 200, 225 (1995).
  47. [134] H. Proehl, T. Dienel, R. Nitsche, and T. Fritz, Formation of Solid-State Excitons in Ultrathin Crystalline Films of PTCDA: From Single Molecules to Molecular Stacks, Phys. Rev. Lett. 93, 097403 (2004).
  48. [8] R. Temirov, S. Soubatch, A. Luican, and F. S. Tautz, Free-Electron-Like Dispersion in an Organic Monolayer Film on a Metal Substrate, Nature 444, 350 (2006).
  49. [119] D. Y. Zang, F. F. So, and S. R. Forrest, Giant Anisotropies in the Dielectric-Properties of Quasi-Epitaxial Crystalline Organic Semiconductor Thin-Films, Appl. Phys. Lett. 59, 823 (1991).
  50. [16] K. Glöckler, C. Seidel, A. Soukopp, M. Sokolowski, E. Umbach, M. Bohringer, R. Berndt, and W. D. Schneider, Highly Ordered Structures and Submolecular Scanning Tunnelling Microscopy Contrast of PTCDA and DM-PBDCI Monolayers on Ag(111) and Ag(110), Surf. Sci. 405, 1 (1998).
  51. [101] S. D. Kevan and R. H. Gaylord, High-Resolution Photoemission-Study of the Electronic-Structure of the Noble-Metal (111) Surfaces, Phys. Rev. B 36, 5809 (1987).
  52. [59] J. Ziroff, F. Forster, A. Schöll, P. Puschnig, and F. Reinert, Hybridization of Organic Molecular Orbitals with Substrate States at Interfaces: PTCDA on Silver, Phys. Rev. Lett. 104, 233004 (2010).
  53. [107] E. V. Chulkov, V. M. Silkin, and P. M. Echenique, Image Potential States on Metal Surfaces: Binding Energies and Wave Functions, Surf. Sci. 437, 330 (1999).
  54. [171] C. Slavov, H. Hartmann, and J. Wachtveitl, Implementation and Evaluation of Data Analysis Strategies for Time-Resolved Optical Spectroscopy, Anal. Chem. 87, 2328 (2015).
  55. [71] K. H. Drexhage, Influence of a Dielectric Interface on Fluorescence Decay Time, J. Lumin. 1,2, 693 (1970).
  56. [19] H. Marchetto, U. Groh, T. Schmidt, R. Fink, H. J. Freund, and E. Umbach, Influence of Substrate Morphology on Organic Layer Growth: PTCDA on Ag(111), Chem. Phys. 325, 178 (2006).
  57. [140] H. Proehl, R. Nitsche, T. Dienel, K. Leo, and T. Fritz, In Situ Differential Reflectance Spectroscopy of Thin Crystalline Films of PTCDA on Different Substrates, Phys. Rev. B 71, 165207 (2005).
  58. [65] C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th edition (John Wiley and Sons, Hoboken NJ, 2005).
  59. [74] W. A. Luhman and R. J. Holmes, Investigation of energy transfer in organic photovoltaic cells and impact on exciton diffusion length measurements, Adv. Func. Mat. 21, 764 (2011).
  60. [120] A. Kraft, R. Temirov, S. K. M. Henze, S. Soubatch, M. Rohlfing, and F. S. Tautz, Lateral Adsorption Geometry and Site-Specific Electronic Structure of a Large Organic Chemisorbate on a Metal Surface, Phys. Rev. B 74, 041402 (2006).
  61. [86] R. R. Chance, A. Prock, and R. Silbey, Lifetime of an Emitting Molecule near a Partially Reflecting Surface, J. Chem. Phys. 60, 2744 (1974).
  62. [73] G. D. Scholes, Long-range resonance energy transfer in molecular systems, Annu. Rev. Phys. Chem. 54, 57 (2003).
  63. [84] A. Rosenberg and D. L. Peebles, Luminescence of C-60 Adsorbed on Ag and in Surfaces, Chem. Phys. Lett. 234, 221 (1995).
  64. [127] W. Gebauer, A. Langner, M. Schneider, M. Sokolowski, and E. Umbach, Luminescence Quenching of Ordered Pi-Conjugated Molecules near a Metal Surface: Quaterthiophene and PTCDA on Ag(111), Phys. Rev. B 69, 155431 (2004).
  65. [5] A. Tsumura, H. Koezuka, and T. Ando, Macromolecular electronic device: Field-effect transistor with a polythiophene thin film, Appl. Phys. Lett. 49, 1210 (1986).
  66. [82] P. M. Whitmore, H. J. Robota, and C. B. Harris, Mechanisms for Electronic-Energy Transfer between Molecules and Metal-Surfaces - a Comparison of Silver and Nickel, J. Chem. Phys. 77, 1560 (1982).
  67. [93] T. J. Ahrens, Mineral physics and crystallography: a handbook of physical constants (American Geophysical Union, Washington, DC, 1995).
  68. [11] N. Armbrust, F. Schiller, J. Güdde, and U. Höfer, Model potential for the description of metal/organic interface states, Scientific Reports 7, 46561 (2017).
  69. [17] L. Kilian, E. Umbach, and M. Sokolowski, Molecular Beam Epitaxy of Organic Films Investigated by High Resolution Low Energy Electron Diffraction (Spa-Leed): 3,4,9,10- Perylenetetracarboxylicacid-Dianhydride (PTCDA) on Ag(111), Surf. Sci. 573, 359 (2004).
  70. [14] A. Hauschild, K. Karki, B. C. C. Cowie, M. Rohlfing, F. S. Tautz, and M. Sokolowski, Molecular Distortions and Chemical Bonding of a Large Pi-Conjugated Molecule on a Metal Surface, Phys. Rev. Lett. 94, 036106 (2005).
  71. [87] R. Chance, A. Prock, and R. Silbey, Molecular fluorescence and energy transfer near interfaces, Adv. Chem. Phys 37, 65 (1978).
  72. [62] H. Haken and H. C. Wolf, Molekülphysik und Quantenchemie (1. Auflage) (Springer Verlag, Berlin, 1992).
  73. [105] A. Goldmann, M. Donath, W. Altmann, and V. Dose, Momentum-Resolved Inverse Photoemission-Study of Nickel Surfaces, Phys. Rev. B 32, 837 (1985).
  74. [77] A. P. Alivisatos, D. H. Waldeck, and C. B. Harris, Nonclassical Behavior of EnergyTransfer from Molecules to Metal-Surfaces - Biacetyl(Normal-3-Pi-Star)/Ag(111), J. Chem. Phys. 82, 541 (1985).
  75. [81] D. H. Waldeck, A. P. Alivisatos, and C. B. Harris, Nonradiative Damping of Molecular Electronic Excited-States by Metal-Surfaces, Surf. Sci. 158, 103 (1985).
  76. [111] U. Harten, A. Lahee, J. P. Toennies, and C. Wöll, Observation of a Soliton Reconstruction of Au (111) by High-Resolution Helium-Atom diffraction, Phys. Rev. Lett. 54, 2619 (1985).
  77. [89] B. Persson and P. Avouris, On the nature and decay of electronically excited states at metal surfaces, J. Chem. Phys. 79, 5156 (1983).
  78. [100] W. Shockley, On the surface states associated with a periodic potential, Phys. Rev. 56, 317 (1939).
  79. [143] R. Forker, C. Golnik, G. Pizzi, T. Dienel, and T. Fritz, Optical Absorption Spectra of Ultrathin PTCDA Films on Gold Single Crystals: Charge Transfer Beyond the First Monolayer, Org. Electron. 10, 1448 (2009).
  80. [139] M. Gruenewald, K. Wachter, M. Meissner, M. Kozlik, R. Forker, and T. Fritz, Optical and Electronic Interaction at Metal-Organic and Organic-Organic Interfaces of UltraThin Layers of PTCDA and Snpc on Noble Metal Surfaces, Org. Electron. 14, 2177 (2013).
  81. [176] H. J. Hagemann, W. Gudat, and C. Kunz, Optical constants from the far infrared to the x-ray region: Mg, Al, Cu, Ag, Au, Bi, C, and Al2O3, J. Opt. Soc. Am. 65, 742 (1975).
  82. [142] R. Forker, M. Gruenewald, and T. Fritz, Optical Differential Reflectance Spectroscopy on Thin Molecular Films, Annu. Rep. Prog. Chem. C 108, 34 (2012).
  83. [169] A. S. Barker, Optical Measurements of Surface Plasmons in Gold, Phys. Rev. B 8, 5418 (1973).
  84. [60] U. Gómez, M. Leonhardt, H. Port, and H. Wolf, Optical properties of amorphous ultrathin films of perylene derivatives, Chem. Phys. Lett. 268, 1 (1997).
  85. [141] H. Pröhl, Optische Eigenschaften ultradünner PTCDA und TiOPc Einzel- und Heteroschichten, Doktorarbeit, Technische Universität Dresden, 2006.
  86. [4] C. W. Tang and S. A. Van Slyke, Organic electroluminescent diodes, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987).
  87. [116] S. R. Forrest, M. L. Kaplan, and P. H. Schmidt, Organic-on-Inorganic Semiconductor Contact Barrier Diodes. Theory with Applications to Organic Thin-Films and Prototype Devices, J. Appl. Phys. 55, 1492 (1984).
  88. [146] J. B. Birks, Photophysics of Aromatic Molecules, Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie 74, 1294 (1970).
  89. [69] A. Zangwill, Physics at surfaces (Cambridge university press, Cambridge, 1988).
  90. [128] M. Eremtchenko, D. Bauer, J. A. Schaefer, and F. S. Tautz, Polycyclic Aromates on Close-Packed Metal Surfaces: Functionalization, Molecular Chemisorption and Organic Epitaxy, New J. Phys. 6, 1 (2004).
  91. [37] S. Duhm, A. Gerlach, I. Salzmann, B. Bröker, R. L. Johnson, F. Schreiber, and N. Koch, PTCDA on Au(111), Ag(111) and Cu(111): Correlation of Interface Charge Transfer to Bonding Distance, Org. Electron. 9, 111 (2008).
  92. [36] I. Chizhov, A. Kahn, and G. Scoles, Initial growth of 3,4,9,10-PerylenetetracarboxylicDianhydride (PTCDA) on Au (111): a Scanning Tunneling Microscopy Study, J. Crys. Growth 208, 449 (2000).
  93. [177] M. P. Seah and W. A. Dench, Quantitative Electron Spectroscopy of Surfaces: A Standard Data Base for Electron Inelastic Mean Free Paths in Solids, Surf. Interface Anal. 1, 2 (1979).
  94. [104] M. Marks, C. H. Schwalb, K. Schubert, J. Güdde, and U. Höfer, Quantum-Beat Spectroscopy of Image-Potential Resonances, Phys. Rev. B 84, 245402 (2011).
  95. [138] S. Sharifzadeh, A. Biller, L. Kronik, and J. B. Neaton, Quasiparticle and Optical Spectroscopy of the Organic Semiconductors Pentacene and PTCDA from First Principles, Phys. Rev. B 85, 125307 (2012).
  96. [96] Z. J. Yi, Y. C. Ma, M. Rohlfing, V. M. Silkin, and E. V. Chulkov, Quasiparticle Band Structures and Lifetimes in Noble Metals Using Gaussian Orbital Basis Sets, Phys. Rev. B 81, 125125 (2010).
  97. [34] A. Hauschild, R. Temirov, S. Soubatch, O. Bauer, A. Schöll, B. C. C. Cowie, T. L. Lee, F. S. Tautz, and M. Sokolowski, Normal-Incidence X-Ray Standing-Wave Determination of the Adsorption Geometry of PTCDA on Ag(111): Comparison of the Ordered Room-Temperature and Disordered Low-Temperature Phases, Phys. Rev. B 81, 125432 (2010).
  98. [109] S. K. M. Henze, O. Bauer, T. L. Lee, M. Sokolowski, and F. S. Tautz, Vertical Bonding Distances of PTCDA on Au(111) and Ag(111): Relation to the Bonding Type, Surf. Sci. 601, 1566 (2007).
  99. [12] L. Kilian, A. Hauschild, R. Temirov, S. Soubatch, A. Schöll, A. Bendounan, F. Reinert, T. L. Lee, F. S. Tautz, M. Sokolowski, and E. Umbach, Role of Intermolecular Interactions on the Electronic and Geometric Structure of a Large Pi-Conjugated Molecule Adsorbed on a Metal Surface, Phys. Rev. Lett. 100, 136103 (2008).
  100. [28] S. Picozzi, A. Pecchia, M. Gheorghe, A. D. Carlo, P. Lugli, B. Delley, and M. Elstner, Schottky Barrier Height at an Organic/Metal Junction: A First-Principles Study of PTCDA/X (X = Al, Ag) Contacts, Phys. Rev. B 68, 195309 (2003).
  101. [67] V. R. Gangilenka, L. V. Titova, L. M. Smith, H. P. Wagner, L. A. A. DeSilva, L. Gisslen, and R. Scholz, Selective Excitation of Exciton Transitions in PTCDA Crystals and Films, Phys. Rev. B 81, 155208 (2010).
  102. [125] P. Jakob, N. Zaitsev, A. Namgalies, R. Tonner, I. Nechaev, F. Tautz, U. Höfer, and D. Sánchez-Portal, Adsorption geometry and interface states: Relaxed and compressed phases of NTCDA/Ag (111), Phys. Rev. B 94, 125436 (2016).
  103. [133] V. Bulovic, P. E. Burrows, S. R. Forrest, J. A. Cronin, and M. E. Thompson, Study of Localized and Extended Excitons in 3,4,9,10-Perylenetetracarboxylic Dianhydride (PTCDA). Spectroscopic Properties of Thin Films and Solutions, Chem. Phys. 210, 1 (1996).
  104. [115] D. Straub and F. Himpsel, Spectroscopy of image-potential states with inverse photoemission, Phys. Rev. B 33, 2256 (1986).
  105. [118] A. J. Lovinger, S. R. Forrest, M. L. Kaplan, P. H. Schmidt, and T. Venkatesan, Structural and Morphological Investigation of the Development of Electrical-Conductivity in Ion-Irradiated Thin-Films of an Organic Material, J. Appl. Phys. 55, 476 (1984).
  106. [22] F. S. Tautz, Structure and Bonding of Large Aromatic Molecules on Noble Metal Surfaces: The Example of PTCDA, Prog. Surf. Sci. 82, 479 (2007).
  107. [13] B. Krause, A. C. Durr, K. Ritley, F. Schreiber, H. Dosch, and D. Smilgies, Structure and Growth Morphology of an Archetypal System for Organic Epitaxy: PTCDA on Ag(111), Phys. Rev. B 66, 235404 (2002).
  108. [112] A. Sandy, S. Mochrie, D. Zehner, K. Huang, and D. Gibbs, Structure and Phases of the Au(111) Surface: X-Ray-Scattering Measurements, Phys. Rev. B 43, 4667 (1991).
  109. [94] E. Soares, V. B. Nascimento, V. De Carvalho, C. De Castilho, A. De Carvalho, R. Toomes, and D. Woodruff, Structure determination of Ag (111) by low-energy electron diffraction, Surf. Sci. 419, 89 (1999).
  110. [174] M. Mobus, N. Karl, and T. Kobayashi, Structure of Perylene-TetracarboxylicDianhydride Thin-Films on Alkali-Halide Crystal Substrates, J. Cryst. Growth 116, 495 (1992).
  111. [131] E. Umbach, K. Glockler, and M. Sokolowski, Surface Architecture with Large Organic Molecules: Interface Order and Epitaxy, Surf. Sci. 404, 20 (1998).
  112. [167] A. Campion and P. Kambhampati, Surface-Enhanced Raman Scattering, Chem. Soc. Rev. 27, 241 (1998).
  113. [170] S. Suto, K. D. Tsuei, E. W. Plummer, and E. Burstein, Surface-Plasmon Energy and Dispersion on Ag Single-Crystals, Phys. Rev. Lett. 63, 2590 (1989).
  114. [103] R. Paniago, R. Matzdorf, G. Meister, and A. Goldmann, Temperature-Dependence of Shockley-Type Surface-Energy Bands on Cu(111), Ag(111) and Au(111), Surf. Sci. 336, 113 (1995).
  115. [18] L. Chkoda, M. Schneider, V. Shklover, L. Kilian, M. Sokolowski, C. Heske, and E. Umbach, Temperature-Dependent Morphology and Structure of Ordered 3,4,9,10- Perylene-Tetracarboxylicacid-Dianhydride (PTCDA) Thin Films on Ag(111), Chem. Phys. Lett. 371, 548 (2003).
  116. [145] B. Walker, H. Port, and H. C. Wolf, The 2-Step Excimer Formation in Perylene Crystals, Chem. Phys. 92, 177 (1985).
  117. [39] E. Kawabe, H. Yamane, K. Koizumi, R. Sumii, K. Kanai, Y. Ouchi, and K. Seki, The Electronic Structure and the Energy Level Alignment at the Interface Between Organic Molecules and Metals, MRS Proceedings 965, (2006).
  118. [78] J. Arias, P. K. Aravind, and H. Metiu, The Fluorescence Lifetime of a Molecule Emitting near a Surface with Small, Random Roughness, Chem. Phys. Lett. 85, 404 (1982).
  119. [31] M. S. Dyer and M. Persson, The Nature of the Observed Free-Electron-Like State in a PTCDA Monolayer on Ag(111), New J. Phys. 12, 063014 (2010).
  120. [165] R. Kohlrausch, Theorie des elektrischen Rückstandes in der Leidener Flasche, Ann. Phys. 167, 179 (1854).
  121. [63] A. S. Davydov, Theory of absorption spectra of molecular crystals, J. Exp. Theor. Phys. USSR 18, 210 (1948).
  122. [47] J. B. Pendry and S. J. Gurman, Theory of Surface States - General Criteria for Their Existence, Surf. Sci. 49, 87 (1975).
  123. [172] B. N. J. Persson, Theory of the damping of excited molecules located above a metal surface, J. Phys. C: Solid State Physics 11, 4251 (1978).
  124. [76] C. J. Bardeen, The structure and dynamics of molecular excitons, Annu. Rev. Phys. Chem. 65, 127 (2014).
  125. [83] R. Rossetti and L. E. Brus, Time Resolved Energy-Transfer from Electronically Excited 3B3u Pyrazine Molecules to Planar Ag and Au Surfaces, J. Chem. Phys. 76, 1146 (1982).
  126. [123] C. H. Schwalb, M. Marks, S. Sachs, A. Schöll, F. Reinert, E. Umbach, and U. Höfer, Time-Resolved Measurements of Electron Transfer Processes at the PTCDA/Ag(111) Interface, Eur. Phys. J. B 75, 23 (2010).
  127. [66] A. Y. Kobitski, R. Scholz, D. R. T. Zahn, and H. P. Wagner, Time-Resolved Photoluminescence Study of Excitons in Alpha-PTCDA as a Function of Temperature, Phys. Rev. B 68, 155201 (2003).
  128. [98] M. Weinelt, Time-Resolved Two-Photon Photoemission from Metal Surfaces, J. Phys.- Condens. Mat. 14, R1099 (2002).
  129. [33] N. L. Zaitsev, I. A. Nechaev, P. M. Echenique, and E. V. Chulkov, Transformation of the Ag(111) Surface State Due to Molecule-Surface Interaction with Ordered Organic Molecular Monolayers, Phys. Rev. B 85, 115301 (2012).
  130. [135] M. Leonhardt, O. Mager, and H. Port, Two-Component Optical Spectra in Thin PTCDA Films Due to the Coexistence of Alpha- and Beta-Phase, Chem. Phys. Lett. 313, 24 (1999).
  131. [121] A. Yang, S. T. Shipman, S. Garrett-Roe, J. Johns, M. Strader, P. Szymanski, E. Muller, and C. Harris, Two-Photon Photoemission of Ultrathin Film PTCDA Morphologies on Ag(111), J. Phys. Chem. C 112, 2506 (2008).
  132. [45] W. Hallwachs, Ueber Den Einfluss Des Lichtes Auf Electrostatisch Geladene Körper, Ann. Phys.-Berlin 269, 301 (1887).
  133. [44] H. Hertz, Ueber Einen Einfluss Des Ultravioletten Lichtes Auf Die Electrische Entladung, Ann. Phys.-Leipzig 267, 983 (1887).
  134. [147] M. Leonhardt, UHV-Aufdampfschichten von PTCDA: Korrelation von optischer Spektroskopie und Schichtaufbau, Dissertation, Universität Stuttgart, 2002.
  135. [148] K. Schubert, Ultraschnelle Ladungsträgerdynamik in Bildpotentialresonanzen und an Halbleiter-Isolator-Grenzflächen, Dissertation, Philipps-Universität Marburg, 2007.
  136. [7] S. R. Forrest, Ultrathin Organic Films Grown by Organic Molecular Beam Deposition and Related Techniques, Chem. Rev. 97, 1793 (1997).
  137. [42] C. H. Schwalb, Untersuchung der Elektronendynamik an der PTCDA/Ag(111)- Grenzfläche, Dissertation, Philipps-Universität Marburg, 2008.
  138. [43] A. Namgalies, Untersuchung dünner Schichten PTCDA auf Ag(111) mittels Photolumineszenz und Zweiphotonen-Photoemission, Diplomarbeit, Philipps-Universität Marburg, 2010.
  139. [68] M. Schneider, Vibronische und optische Eigenschaften ultradünner organischer Filme am Beispiel PTCDA/Ag(111), Dissertation, Julius-Maximilian-Universität, 2002.
  140. [72] T. Förster, Zwischenmolekulare energiewanderung und fluoreszenz, Ann. Phys. 437, 55 (1948).


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