Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L37: Tiefenprofilanalyse eines Polymer-LED-Bauelementes
L37: Tiefenprofilanalyse eines
Polymer-LED-Bauelementes
mittels AES
Ein modernes Polymer-LED (light emitting diode)-Bauelement
besteht aus den folgenden Komponenten,
die aus einem elektronenmikroskopischen
Querschnittsbild ersichtlich sind (Abb. 1):
einem Glassubstrat, einer Indium-Zinn-Oxid(ITO)-
Elektrodenschicht, einer Polymerschicht (PEDOT),
der aktiven organischen lichtemittierenden Schicht,
einer Ca-Schicht (um die Kontakteigenschaften
zu verbessern) und einer Au-bedeckten Al-Kontaktschicht.
Abbildung 1:
SEM-Querschnittsbild eines Polymer-
LED-Bauelementes.
Abb. 2 zeigt ein AES-Tiefenprofil des LED-Bauelementes,
das durch Abätzen der Schichten mit
Ar-Ionen erhalten wurde. Die AES-Messungen
wurden bei einem Ar-Restgasdruck von 2 x 10 -7
mbar unter Ätzen mit einem Ar-Ionenstrahl von 3
keV Strahlenerergie und einer Strahlgröße von 2 x 2
mm 2 durchgeführt. Nach Abätzen der Al-Kontaktschicht
(6-7 min Ionenätzzeit) wird eine signifikante
Konzentration von O an der Grenzfläche zwischen
Al und den organischen Schichten detektiert, der
Sauerstoff liegt wahrscheinlich in chemisorbierter
Form vor. Interessanterweise scheint das Ca in die
organischen Schichten zu diffundieren, was aus
dem gleichzeitigen Auftreten der Ca- und C-Signale
geschlossen werden kann. Die breite Region (6-20
min), die vom C-Signal dominiert wird, ist auf die
organischen und polymeren Schichten zurückzuführen.
Der Anstieg der O- und In-Signale nach
~18-20 min Ionenätzzeit rührt von der ITO-Schicht
her. Die Grenzfläche zwischen den Polymer- und
ITO-Schichten ist nicht so scharf ausgeprägt wie
jene zwischen der Al-Schicht und den organischen
Schichten. Der scheinbare Anstieg des Al-Signals
nach ~30 min Ionenätzzeit ist durch das Überlappen
des Al-Augerpeaks mit dem SiO x -Augerpeak
des Glas-Substrates zu verstehen.
Svetlozar Surnev, Michael Ramsey, Falko Netzer
Karl-Franzens-Universität Graz
Institut für Physik, Bereich Experimentalphysik,
Oberflächen- und Grenzflächenphysik
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Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005