Crystalline structure and polymorphism in powders and thin films of dibenzotetraaza[14]annulene

The increasing interest in dibenzotetraaza[14]annulene (TAA) is motivated by the demonstrated perspectives for using this organic semiconductor in actively progressive now spintronics and in other fields of electronics. This work is the first study on polymorphism, which may occur in powder and in thin TAA films. The results of this study showed that the initial TAA powder synthesized by chemical methods are both now known polymorphic forms of TAA which were registered at Cambridge Crystallographic Data Centre as GAGVAL and GAGVAL01. It was also found that at the condensation of thin films G-form initially formed while after increasing the film thickness the G01-form will forms also and a continuous films have twophases and contain both known polymorphs — G and G01. The X-ray diffraction pattern indicated also that crystallites in thin TAA films show a strong preffered orientation (texture) with the (100) plane (for G-polymorph) and (002) plane (for G01-polymorph) parallel to the surface of the substrateУвеличение интереса к дибензотетрааза[14]аннулену (ТАА) обусловлено перспективами использования этого органического полупроводника в активно развивающейся сейчас спинтронике, а также и в других областях электроники. Данная работа является первым исследованием, касающимся полиморфизма, который может иметь место в кристаллах ТАА как в порошкообразном виде, так и в его тонких пленках. Установлено, что в порошкообразном веществе ТАА, синтезированном химическими методами, присутствовали обе известные полиморфные формы ТАА, зарегистрированные в Кембриджском центре кристаллоструктурных данных под шифрами GAGVAL и GAGVAL01 (G и G01). Обнаружено, что при конденсации тонких пленок ТАА вначале преимущественно образуются кристаллиты G-формы. По мере увеличения толщины пленки образуется и G01-форма, а сплошная пленка является двухфазной, т. е. содержит оба известных полиморфа. Рентгенодифракционным методом установлено, что пленки ТАА обладали преимущественной ориентацией кристаллитов (текстурой) плоскостью (100), параллельной подложке для G-формы, и, соответственно, плоскостью (002) для G01-формы.Зростання інтересу до дибензотетрааза[14]анулену (ТАА) обумовлено перспективами використання цього органічного напівпровідника в спінтроніці, яка зараз активно розвивається, а також і в інших областях електроніки. Ця робота є першим дослідженням, що стосується поліморфізму, який може мати місце в кристалах ТАА як в порошкоподібному стані, так і в його тонких плівках. Виявлено, що в порошкоподібній речовині ТАА, синтезованій хімічними методами, були присутні обидві відомі поліморфні форми ТАА, зареєстровані в Кембриджському центрі кристалоструктурних даних під шифрами GAGVAL та GAGVAL01 (G і G01). Встановлено, що при конденсації тонких плівок ТАА спочатку переважно утворюються кристаліти G-форми. Зі зростанням товщини плівки утворюється також і G01-форма, а суцільна плівка є двохфазною, тобто містить обидва відомі поліморфи. Рентгенодифракційним методом встановлено, що плівки ТАА мали переважну орієнтацію кристалітів (текстуру) площиною (100), паралельною до підкладки для G-форми, і, відповідно, площиною (002) для G01-форми

Ohmic and space-sнarge limited conductivity іn dihydrodibenzotetraaza[14]annulene thin films

The electrophysical properties of thermally deposited thin films of dihydrodibenzotetraaza[14]-annulene were investigated applying ohmic gold electrodes to them. The volt-ampere characteristic of planar thin films symmetric structure Au – dihydrodibenzotetraaza[14]annulene – Au under dark condition was measured. The direct current conductivity in this structure at room temperature and at a small applied voltage was ohmic, carried out by thermally generated carriers, and the conductivity, limited by space charges carried out by the injected carriers, was observed at a higher applied voltage. The transition from ohmic conductivity to conductivity limited by space charges occurred at an electric field strength in a thin film of Е ~ 4 × 10⁴ V/m.Исследовали электрофизические свойства термически нанесенных тонких пленок дигидродибензотетрааза[14]аннулена с использованием золотых омических контактов к ним. Измеряли темновую вольт-амперную характеристику планарной тонкопленочной структуры Au – дигидродибензотетрааза[ 14]аннулен – Au. Проводимость в этой структуре на постоянном токе при комнатной температуре и при небольшом приложенном напряжении была омической, осуществляемой термически генерированными носителями, а при более высоком приложенном напряжении наблюдалась проводимость, ограниченная пространственными зарядами, осуществляемая инжектированными носителями. Переход от омической проводимости к проводимости, ограниченной пространственными зарядами, происходил при напряженности электрического поля в тонкой пленке Е ~ 4 × 10⁴ В/м.Досліджували електрофізичні властивості нанесених термічним методом тонких плівок дигідродибензотетрааза[14]анулену з використанням золотих омічних контактів до них. Вимірювали темнову вольт-амперну характеристику планарної тонкоплівкової структури Au – дигідродибензотетрааза[14]анулен – Au. Провідність в цій структурі на постійному струмі при кімнатній температурі і невеликій прикладеній напрузі була омічною, що забезпечувалась термічно генерованими носіями, а при більш високій прикладеній напрузі спостерігали провідність, обмежену просторовими зарядами, що забезпечувалась інжектованими носіями. Перехід від омічної провідності до провідності, обмеженої просторовими зарядами, відбувався при напруженості електричного поля в плівці Е ~ 4 × 10⁴ В/м