Skip to main content
SpringerLink
Log in

In-situ, Real-Time Investigation of Organic Thin Film Growth Using Reflectance Difference Spectroscopy

  • Chapter
Small Organic Molecules on Surfaces

Part of the book series: Springer Series in Materials Science ((SSMATERIALS,volume 173))

  • 1462 Accesses

Abstract

We review our recent work on the in-situ studies of organic thin films in ultra high vacuum (UHV) using reflectance difference spectroscopy (RDS). By monitoring in real time the evolution of the optical anisotropy of surfaces and the growing organic layers, the interface formation and subsequent growth behavior can be clearly revealed. At the same time, the influence of molecule-molecule and molecule-substrate interactions on the optical properties of the organic thin films can be explored. The assets of RDS as a versatile technique for real-time studies of organic thin film growth on inorganic substrates (metals, insulators and nano-structured templates) as well as organic–organic heteroepitaxial growth will be illustrated for selected examples.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 84.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 109.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 109.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

References

  1. C.D. Dimitrakopoulos, P.R.L. Malenfant, Adv. Mater. 14, 99 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  2. C.B. Gorman, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 41, 4378 (2002)

    Article  Google Scholar 

  3. S.R. Forrest, Nature 428, 911 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. C.R. Newman, C.D. Frisbie, D.A. da Silva Filho, J.-L. Brédas, P.C. Ewbank, K.R. Mann, Chem. Mater. 16, 4436 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. B. Geffroy, L.R. Philippe, P. Christophe, Polym. Int. 55, 579 (2006)

    Article  Google Scholar 

  6. M. Pope, C.E. Swenberg, Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, 2nd edn. (Oxford Scientific, Oxford, 1999)

    Google Scholar 

  7. R. Ruiz, D. Choudhary, B. Nickel, T. Toccoli, K.-C. Chang, A.C. Mayer, P. Clancy, J.M. Blakely, R.L. Headrick, S. Iannotta, G.G. Malliaras, Chem. Mater. 16, 4497 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. R. Forker, T. Fritz, Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 2142 (2009)

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. J. Cornil, D. Beljonne, J.-P. Calbert, J.-L. Brédas, Adv. Mater. 13, 1053 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. F.C. Spano, Annu. Rev. Phys. Chem. 57, 217 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. J. Gierschner, J. Cornil, H.-J. Egelhaaf, Adv. Mater. 19, 173 (2007)

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. M. Muccini, M. Schneider, C. Taliani, M. Sokolowski, E. Umbach, D. Beljonne, J. Cornil, J.-L. Brédas, Phys. Rev. B 62, 6296 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. W. Gebauer, A. Langner, M. Schneider, M. Sokolowski, E. Umbach, Phys. Rev. B 69, 125420 (2004)

    Article  Google Scholar 

  14. A. Ruini, M.J. Caldas, G. Bussi, E. Molinari, Phys. Rev. Lett. 88, 206403 (2002)

    Article  Google Scholar 

  15. S. Tavazzi, D. Besana, A. Borghesi, F. Meinardi, A. Sassella, R. Tubino, Phys. Rev. B 65, 205403 (2002)

    Article  Google Scholar 

  16. K. Hummer, C. Ambrosch-Draxl, Phys. Rev. B 72, 205205 (2005)

    Article  Google Scholar 

  17. W. Gebauer, M. Sokolowski, E. Umbach, Chem. Phys. 227, 33 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. E. Umbach, W. Gebauer, A. Soukopp, M. Bäßler, M. Sokolowski, J. Lumin. 76/77, 641 (1998)

    Article  Google Scholar 

  19. E. Zojer, N. Koch, P. Puschnig, F. Meghdadi, A. Niko, R. Resel, C. Ambrosch-Draxl, M. Knupfer, J. Fink, J.L. Brédas, G. Leising, Phys. Rev. B 61, 16538 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. F. Schreiber, Prog. Surf. Sci. 65, 151 (2003)

    Article  Google Scholar 

  21. S. Barlow, R. Raval, Surf. Sci. Rep. 50, 201 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. F. Rosei, M. Schunack, Y. Naitoh, P. Jiang, A. Gourdon, E. Laegsgaard, I. Stensgaard, C. Joachim, F. Besenbacher, Prog. Surf. Sci. 71, 95 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. W. Schmidt, K. Seino, M. Preuss, A. Hermann, F. Ortmann, F. Bechstedt, Appl. Phys. A 85, 387 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. T.U. Kampen, U. Rossow, M. Schumann, S. Park, D.R.T. Zahn, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 2077 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  25. C. Di Natale, C. Goletti, R. Paolesse, F. Della Sala, M. Drago, P. Chiaradia, P. Lugli, A. D’Amico, Appl. Phys. Lett. 77, 3164 (2000)

    Article  Google Scholar 

  26. A.M. Paraian, U. Rossow, S. Park, G. Salvan, M. Friedrich, T.U. Kampen, D.R.T. Zahn, J. Vac. Sci. Technol. B 19, 1658 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. C. Goletti, R. Paolesse, C. Di Natale, G. Bussetti, P. Chiaradia, A. Froiio, L. Valli, A. D’Amico, Surf. Sci. 501, 31 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  28. C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, R. Paolesse, A. Froiio, E. Dalcanale, T. Berzina, C. Di Natale, A. D’Amico, Surf. Sci. 521, L645 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. C. Goletti, R. Paolesse, E. Dalcanale, T. Berzina, C. Di Natale, G. Bussetti, P. Chiaradia, A. Froiio, L. Cristofolini, M. Costa, A. D’Amico, Langmuir 18, 6881 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  30. C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, A. Sassella, A. Borghesi, Appl. Phys. Lett. 83, 4146 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  31. C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, A. Sassella, A. Borghesi, Org. Electron. 5, 73 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  32. C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, A. Sassella, A. Borghesi, J. Phys. Condens. Matter 16, S4393 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  33. D. Monti, M. Venanzi, M. Russo, G. Bussetti, C. Goletti, M. Montalti, N. Zaccheroni, L. Prodi, R. Rella, M.G. Manera, G. Mancini, C. Di Natale, R. Paolesse, New J. Chem. 28, 1123 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  34. A. Sassella, M. Campione, M. Moret, A. Borghesi, C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, Phys. Rev. B 71, 201311R (2005)

    Article  Google Scholar 

  35. A. Sassella, M. Campione, A. Papagni, C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, V. Marcon, G. Raos, Chem. Phys. 325, 193 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. A. Sassella, A. Borghesi, M. Campione, S. Tavazzi, C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, Appl. Phys. Lett. 89, 261905 (2006)

    Article  Google Scholar 

  37. Y. Hu, K. Maschek, L.D. Sun, M. Hohage, P. Zeppenfeld, Surf. Sci. 600, 762 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  38. L.D. Sun, M. Hohage, P. Zeppenfeld, S. Berkebile, G. Koller, F.P. Netzer, M.G. Ramsey, Appl. Phys. Lett. 88, 121913 (2006)

    Article  Google Scholar 

  39. G. Bussetti, C. Goletti, P. Chiaradia, A. Sassella, M. Campione, S. Tavazzi, A. Borghesi, Surf. Sci. 601, 4488 (2007)

    Article  CAS  Google Scholar 

  40. A. Sassella, M. Campione, L. Raimondo, S. Tavazzi, A. Borghesi, C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, Surf. Sci. 601, 2575 (2007)

    Article  Google Scholar 

  41. M. Campione, A. Borghesi, M. Laicini, A. Sassella, C. Goletti, G. Bussetti, P. Chiaradia, J. Chem. Phys. 127, 244703 (2007)

    Article  CAS  Google Scholar 

  42. M. Scarselli, G. Ercolani, P. Castrucci, D. Monti, G. Bussetti, M. Russo, C. Goletti, P. Chiaradia, R. Paolesse, M. De Crescenzi, Surf. Sci. 601, 2610 (2007)

    Google Scholar 

  43. B.G. Frederick, K.J. Kitching, N.V. Richardson, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 91, 3627 (1995)

    Article  Google Scholar 

  44. B.G. Frederick, R.J. Cole, J.R. Power, C.C. Perry, Q. Chen, N.V. Richardson, P. Weightman, C. Verdozzi, D.R. Jennison, P.A. Schultz, M.P. Sears, Phys. Rev. B 58, 10883 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  45. B.G. Frederick, J.R. Power, R.J. Cole, C.C. Perry, Q. Chen, S. Haq, T. Bertrams, N.V. Richardson, P. Weightman, Phys. Rev. Lett. 80, 4490 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  46. C.C. Perry, B.G. Frederick, J.R. Power, R.J. Cole, S. Haq, Q. Chen, N.V. Richardson, P. Weightman, Surf. Sci. 427–428, 446 (1999)

    Article  Google Scholar 

  47. D.S. Martin, R.J. Cole, S. Haq, Phys. Rev. B 66, 155427 (2002)

    Article  Google Scholar 

  48. D.S. Martin, R.J. Cole, S. Haq, Surf. Sci. 539, 171 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  49. D.S. Martin, P. Weightman, Thin Solid Films 455–456, 752 (2004)

    Article  Google Scholar 

  50. R. LeParc, C.I. Smith, M.C. Cuquerella, R.L. Williams, D.G. Fernig, C. Edwards, D.S. Martin, P. Weightman, Langmuir 22, 3413 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  51. D.R.T. Zahn, S.D. Silaghi, C. Cobet, M. Friedrich, N. Esser, Phys. Status Solidi B 242, 2671 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  52. S.D. Silaghi, D.R.T. Zahn, Appl. Surf. Sci. 252, 5462 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  53. P. Weightman, G.J. Dolan, C.I. Smith, M.C. Cuquerella, N.J. Almond, T. Farrell, D.G. Fernig, C. Edwards, D.S. Martin, Phys. Rev. Lett. 96, 086102 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  54. M.C. Cuquerella, C.I. Smith, D.G. Fernig, C. Edwards, P. Weightman, Langmuir 23, 2078 (2007)

    Article  CAS  Google Scholar 

  55. C.I. Smith, A. Bowfield, M.C. Cuquerella, C.P. Mansley, T. Farrell, P. Harrison, D.S. Martin, D.G. Fernig, C. Edwards, J.E. Butler, R.J. Hamers, B. Sun, X. Wang, P. Weightman, Europhys. Lett. 85, 18006 (2009)

    Article  Google Scholar 

  56. E.K. Miller, K. Hingerl, C.J. Brabec, A.J. Heeger, N.S. Sariciftci, J. Chem. Phys. 113, 789 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  57. P. Chiaradia, R. Del Sole, Surf. Rev. Lett. 6, 517 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  58. Y. Borensztein, Surf. Rev. Lett. 7, 399 (2000)

    CAS  Google Scholar 

  59. D.S. Martin, P. Weightman, Surf. Rev. Lett. 7, 389 (2000)

    CAS  Google Scholar 

  60. G. Chiarotti, P. Chiaradia, F. Arciprete, C. Goletti, Appl. Surf. Sci. 175–176, 777 (2001)

    Article  Google Scholar 

  61. P. Weightman, Phys. Status Solidi A 188, 1443 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  62. P. Weightman, D.S. Martin, R.J. Cole, T. Farrell, Rep. Prog. Phys. 68, 1251 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  63. D.E. Aspnes, J.P. Harbison, A.A. Studna, L.T. Florez, J. Vac. Sci. Technol. A 6, 1327 (1988)

    Article  CAS  Google Scholar 

  64. O. Acher, B. Drévillon, Rev. Sci. Instrum. 63, 5332 (1992)

    Article  CAS  Google Scholar 

  65. K. Kern, H. Niehus, A. Schatz, P. Zeppenfeld, J. Goerge, G. Comsa, Phys. Rev. Lett. 67, 855 (1991)

    Article  CAS  Google Scholar 

  66. Ph. Hofmann, K.C. Rose, V. Fernandez, A.M. Bradshaw, W. Richter, Phys. Rev. Lett. 75, 2039 (1995)

    Article  CAS  Google Scholar 

  67. J.K. Hansen, J. Bremer, O. Hunderi, Surf. Sci. 418, L58 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  68. J. Bremer, J.K. Hansen, O. Hunderi, Appl. Surf. Sci. 142, 286 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  69. K. Stahrenberg, Th. Herrmann, N. Esser, W. Richter, Phys. Rev. B 61, 3043 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  70. D.S. Martin, A.M. Davarpanah, S.D. Barrett, P. Weightman, Phys. Rev. B 62, 15417 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  71. L.D. Sun, M. Hohage, P. Zeppenfeld, R.E. Balderas-Navarro, K. Hingerl, Phys. Rev. Lett. 90, 106104 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  72. L.D. Sun, M. Hohage, P. Zeppenfeld, R.E. Balderas-Navarro, Surf. Sci. 589, 153 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  73. L.D. Sun, M. Hohage, P. Zeppenfeld, R.E. Balderas-Navarro, K. Hingerl, Surf. Sci. 527, L184 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  74. L.D. Sun, R. Denk, M. Hohage, P. Zeppenfeld, Surf. Sci. 602, L1 (2008)

    Article  CAS  Google Scholar 

  75. R. Forker, D. Kasemann, Thomas Dienel, C. Wagner, R. Franke, K. Müllen, T. Fritz, Adv. Mater. 20, 4450 (2008)

    Article  CAS  Google Scholar 

  76. L.D. Sun, C.Y. Liu, D. Queteschiner, G. Weidlinger, P. Zeppenfeld, Chem. Phys. Phys. Chem. 13, 13382 (2011)

    Article  CAS  Google Scholar 

  77. L.D. Sun, M. Denk, R. Denk, M. Hohage, G. Weidlinger, P. Zeppenfeld, Chem. Phys. Phys. Chem. 12, 14706 (2010)

    Article  CAS  Google Scholar 

  78. L.D. Sun, S. Berkebile, G. Weidlinger, G. Koller, M. Hohage, F.P. Netzer, M.G. Ramsey, P. Zeppenfeld, Chem. phys. Phys. Chem. 12, 3141 (2010)

    CAS  Google Scholar 

  79. R. Resel, M. Oehzelt, O. Lengyel, T. Haber, T.U. Schülli, A. Thierry, G. Hlawacek, C. Teichert, S. Berkebile, G. Koller, M.G. Ramsey, Surf. Sci. 600, 4645 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  80. L.D. Sun, C.Y. Liu, D. Queteschiner, P. Zeppenfeld, AIP Adv. 1, 022112 (2011)

    Article  Google Scholar 

  81. T.M. Halasinski, D.M. Hudgins, F. Salama, L.J. Allamandola, T. Bally, J. Phys. Chem. A 104, 7484 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  82. P. Sony, A. Shukla, Phys. Rev. B 75, 155208 (2007)

    Article  Google Scholar 

  83. C.G. Hu, L.D. Sun, J.M. Flores-Camacho, M. Hohage, C.Y. Liu, X.T. Hu, P. Zeppenfeld, Rev. Sci. Instrum. 81, 043108 (2010)

    Article  CAS  Google Scholar 

  84. J. Dick, P. Erichsen, J. Woolf, H.H. Rotermund, Surf. Sci. 462, 90 (2000)

    Article  Google Scholar 

  85. C. Punckt, F.S. Merkt, H.H. Rotermund, New J. Phys. 9, 213 (2007)

    Article  Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

We would like to thank the FWF for long term financial support. We would also like to acknowledge fruitful cooperations within the NFN ICFOF (Interface controlled and functionalized organic films).

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institute of Experimental Physics, Johannes-Kepler University Linz, Altenbergerstr. 69, 4040, Linz, Austria

    Lidong Sun & Peter Zeppenfeld

Authors
  1. Lidong Sun
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Peter Zeppenfeld
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Lidong Sun .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Institut für Experimentalphysik, Abt. Festkörperphysik, Universität Linz, Linz, 4040, Austria

    Helmut Sitter

  2. , Department Materials Physics, Montanuniversität Leoben, Franz Josef Straße 18, Leoben, 8700, Austria

    Claudia Draxl

  3. , Institut für Physik, Karl-Franzens-Universität, Universitätsplatz 5, Graz, 8010, Austria

    Michael Ramsey

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Sun, L., Zeppenfeld, P. (2013). In-situ, Real-Time Investigation of Organic Thin Film Growth Using Reflectance Difference Spectroscopy. In: Sitter, H., Draxl, C., Ramsey, M. (eds) Small Organic Molecules on Surfaces. Springer Series in Materials Science, vol 173. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-33848-9_10

Download citation

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation