Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками
Rubrene nanostructures grown on mica substrates by Hot-Wall Epitaxy were investigated using photoluminescence (PL) and thermally stimulated luminescence (TSL) spectroscopy. Different film morphologies, characterized by optical and electron microscopy, were obtained by varying the deposition conditio...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська Українська |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023944 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131543922278400 |
|---|---|
| author | Skryshevski, Yu. Vakhnin, A. Piryatinski, Yu. Al-Baqi, S.M.A. Sitter, H. Kadashchuk, A. |
| author_facet | Skryshevski, Yu. Vakhnin, A. Piryatinski, Yu. Al-Baqi, S.M.A. Sitter, H. Kadashchuk, A. |
| author_sort | Skryshevski, Yu. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-21T08:23:44Z |
| description | Rubrene nanostructures grown on mica substrates by Hot-Wall Epitaxy were investigated using photoluminescence (PL) and thermally stimulated luminescence (TSL) spectroscopy. Different film morphologies, characterized by optical and electron microscopy, were obtained by varying the deposition conditions. Temperature-dependent PL spectra are found to depend substantially on the morphology of the rubrene layers. Films grown with short deposition times exhibit PL spectra dominated by intrinsic exciton emission, with only weak quenching with increasing temperature. In contrast, films grown at longer deposition times and higher substrate temperatures display additional emissive species, and their PL intensity shows a strong temperature quenching. The main results of this study are as follows: (i) A specific structure-related defect state is created in rubrene films grown at extended deposition times and elevated substrate temperatures, acting as a distinct hole trap with the depth Et = 0.23 eV, as measured by TSL. This defect gives rise to a broad, low-energy emission band that dominates the room-temperature PL spectra; (ii) deliberate oxidation of rubrene crystals demonstrates that the hole trap observed in TSL is not oxygen-related but originates from an intrinsic crystalline defect; (iii) TSL reveals a continuous distribution of shallow localized states, reminiscent of band-tail states, arising from intrinsic energetic disorder in the material. These shallow states are responsible for the very low temperature TSL features near 30 K and for the red shift of the PL spectra with increasing delay time observed in time-resolved PL measurements. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe71.4.359 |
| first_indexed | 2026-04-22T01:18:21Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2023944 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-22T01:18:21Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20239442026-04-21T08:23:44Z Morphology-Dependent Defect States in Rubrene Crystalline Films Grown by Hot-Wall Epitaxy Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками Skryshevski, Yu. Vakhnin, A. Piryatinski, Yu. Al-Baqi, S.M.A. Sitter, H. Kadashchuk, A. rubrene hot-wall epitaxy nanostructures defect state film morphology energetic disorder thermally stimulated luminescence рубрен епiтаксiя з гарячими стiнками наноструктури дефектний стан морфологiя плiвки енергетичне розупорядкування термiчно стимульована люмiнесценцiя Rubrene nanostructures grown on mica substrates by Hot-Wall Epitaxy were investigated using photoluminescence (PL) and thermally stimulated luminescence (TSL) spectroscopy. Different film morphologies, characterized by optical and electron microscopy, were obtained by varying the deposition conditions. Temperature-dependent PL spectra are found to depend substantially on the morphology of the rubrene layers. Films grown with short deposition times exhibit PL spectra dominated by intrinsic exciton emission, with only weak quenching with increasing temperature. In contrast, films grown at longer deposition times and higher substrate temperatures display additional emissive species, and their PL intensity shows a strong temperature quenching. The main results of this study are as follows: (i) A specific structure-related defect state is created in rubrene films grown at extended deposition times and elevated substrate temperatures, acting as a distinct hole trap with the depth Et = 0.23 eV, as measured by TSL. This defect gives rise to a broad, low-energy emission band that dominates the room-temperature PL spectra; (ii) deliberate oxidation of rubrene crystals demonstrates that the hole trap observed in TSL is not oxygen-related but originates from an intrinsic crystalline defect; (iii) TSL reveals a continuous distribution of shallow localized states, reminiscent of band-tail states, arising from intrinsic energetic disorder in the material. These shallow states are responsible for the very low temperature TSL features near 30 K and for the red shift of the PL spectra with increasing delay time observed in time-resolved PL measurements. Наноструктури рубрену, вирощенi методом епiтаксiї з гарячими стiнками на пiдкладинках зi слюди, дослiджено за допомогою фотолюмiнесцентної (ФЛ) спектроскопiї та методом термостимульованої люмiнесценцiї (ТСЛ). Рiзнi морфологiї плiвок, що були охарактеризованi методами оптичної й електронної мiкроскопiї, отримували шляхом варiювання умов осадження. Встановлено, що температурно-залежнi ФЛ спектри iстотно залежать вiд морфологiї шарiв рубрену. Плiвки, вирощенi протягом короткого часу осадження, демонструють ФЛ спектри, в яких домiнує випромiнювання власних екситонiв, зi слабким загасанням iнтенсивностi сигналу в умовах зростання температури. Натомiсть плiвки, вирощенi протягом довших часiв осадження i в умовах вищих температур пiдкладинки, виявляють додатковi випромiнювальнi стани, а їх iнтенсивнiсть ФЛ зазнає сильного температурного гасiння. Основними є такi результати цiєї роботи: (i) у плiвках рубрену, вирощених за умов тривалого часу осадження i пiдвищеної температури пiдкладинки, формується специфiчний структурно-зумовлений дефектний стан, який дiє як окрема пастка для дiрок з глибиною 0,23 еВ, що визначено методом ТСЛ; цей дефект зумовлює появу широкої низькоенергетичної смуги випромiнювання, що домiнує в спектрах ФЛ за кiмнатної температури; (ii) контрольоване окиснення кристалiв рубрену демонструє, що пастка для дiрок, виявлена методом ТСЛ, не пов’язана з киснем, а має походження вiд власного кристалiчного дефекту; (iii) метод ТСЛ виявляє неперервний розподiл мiлких локалiзованих станiв, подiбний до хвостiв зон, якi виникають внаслiдок власного енергетичного розупорядкування в матерiалi. Цi мiлкi стани вiдповiдають за низькотемпературнi смуги ТСЛ поблизу температури 30 К i за зсув спектрiв ФЛ у довгохвильовий бiк спектра зi збiльшенням часу затримки, яке спостерiгається в часороздiльних вимiрюваннях ФЛ. Publishing house "Academperiodika" 2026-04-21 Article Article application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023944 10.15407/ujpe71.4.359 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 71 No. 4 (2026); 359 Український фізичний журнал; Том 71 № 4 (2026); 359 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe71.4 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023944/3486 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023944/3487 Copyright (c) 2026 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | рубрен епiтаксiя з гарячими стiнками наноструктури дефектний стан морфологiя плiвки енергетичне розупорядкування термiчно стимульована люмiнесценцiя Skryshevski, Yu. Vakhnin, A. Piryatinski, Yu. Al-Baqi, S.M.A. Sitter, H. Kadashchuk, A. Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title | Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title_alt | Morphology-Dependent Defect States in Rubrene Crystalline Films Grown by Hot-Wall Epitaxy |
| title_full | Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title_fullStr | Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title_full_unstemmed | Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title_short | Морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| title_sort | морфологічно-залежні стани дефектів у кристалічних плівках руб¬рену, вирощених методом епітаксії з гарячими стінками |
| topic | рубрен епiтаксiя з гарячими стiнками наноструктури дефектний стан морфологiя плiвки енергетичне розупорядкування термiчно стимульована люмiнесценцiя |
| topic_facet | rubrene hot-wall epitaxy nanostructures defect state film morphology energetic disorder thermally stimulated luminescence рубрен епiтаксiя з гарячими стiнками наноструктури дефектний стан морфологiя плiвки енергетичне розупорядкування термiчно стимульована люмiнесценцiя |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023944 |
| work_keys_str_mv | AT skryshevskiyu morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT vakhnina morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT piryatinskiyu morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT albaqisma morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT sitterh morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT kadashchuka morphologydependentdefectstatesinrubrenecrystallinefilmsgrownbyhotwallepitaxy AT skryshevskiyu morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami AT vakhnina morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami AT piryatinskiyu morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami AT albaqisma morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami AT sitterh morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami AT kadashchuka morfologíčnozaležnístanidefektívukristalíčnihplívkahrubrenuviroŝenihmetodomepítaksíízgarâčimistínkami |