Molecular dynamics simulations for a pentacene monolayer on amorphous silica

ChemPhysChem

Volumn 10, Issue 11, 2009, Pages 1783-1788

  Valle, Raffaele Guido Delia ^a   Venuti, Elisabetta ^a   Brillante, Aldo ^a   Girlando, Alberto ^b  

^a UNIVERSITY OF BOLOGNA   (Italy)

^b UNIVERSITY OF PARMA   (Italy)

Author keywords

Acenes; Molecular dynamics; Polymorphism; Semiconductors; Thin films

Indexed keywords

MOLECULES; MONOLAYERS; POLYMORPHISM; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SILICA; TEMPERATURE; THIN FILMS;

ACENES; AMORPHOUS SILICA; ENERGETIC PROPERTIES; EXPERIMENTAL EVIDENCE; LOW TEMPERATURES; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; SILICA SURFACE; SIMULATED SYSTEM;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 67749111621     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.200900084     Document Type: Article

References (77)

1. R.W.I. de Boer, M. E. Gershenson, A. F. Morpurgo, V. Podzorov, Phys. Status Solidi A 2004, 201, 1302-1331.
2. A. L. Briseno, S. C. B. Mannsfeld, M. M. Ling, S. Liu, R. J. Tseng, C. Reese, M. E. Roberts, Y. Yang, F. Wudl, Z. Bao, Nature 2006, 444, 913-917.
3. M. E. Gershenson, V. Podzorov, A. F. Morpurgo, Rev. Mod. Phys. 2006, 78, 973-989.
4. J. E. Anthony, Angew. Chem. 2008, 120, 460-492;
5. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 452-483.
6. M. Mas-Torrent, C. Rovira, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 827-838.
7. C. Reese, Z. Bao, Mater. Today 2007, 10, 20-27.
8. Y. D. Park, J. A. Lim, H. S. Lee, K. Cho, Mater. Today 2007, 10, 46-54.
9. J. L. Bredas, D. Beljonne, V. Coropceanu, J. Cornil, Chem. Rev. 2004, 104, 4971-5003.
10. R. Ruiz, D. Choudhary, B. Nickel, T. Toccoli, K. C. Chang, A. C. Mayer, P. Clancy, J. M. Blakely, R. L. Headrick, S. lannotta, G. G. Malliaras, Chem. Mater. 2004, 16, 4497-4508.
11. D. J. Gundlach, T. N. Jackson, D. G. Schlom, S. F. Nelson, Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 3302-3304.
12. I. P. M. Bouchoms, W. A. Schoonveld, J. Vrijmoeth, T. M. Klapwijk, Synth. Met. 1999, 104, 175-178.
13. C. C. Mattheus, A. B. Dros, J. Baas, G.T. Oostergetel, A. Meetsma, J. L. de Boer, T. T. M. Palstra, Synth. Met. 2003, 138, 475-481.
14. S. E. Fritz, S. M. Martin, C.D. Frisbie, M. D. Ward, M. F. Toney, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4084-4085.
15. H. Yoshida, N. Sato, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 101 919/1-3.
16. S. Schiefer, M. Huth, A. Dobrinevski, B. Nickel, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10316-10317.
17. H. Yoshida, K. Inaba, N. Sato, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 181 930/1-3.
18. I. Kymissis, C. D. Dimitrakopoulos, S. Purushothaman, IEEE Trans. Electron Devices 2001, 48, 1060-1064.
19. S. Steudel, S. De Vusser, S. DeJonge, D. Janssen, S. Verlaak, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 4400-4402.
20. J. Veres, S. Ogier, G. Lloyd, Chem. Mater. 2004, 16, 4543-4555.
21. H. L. Cheng, Y. S. Mai, W. Y. Chou, L. R. Chang, X. W. Liang, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3639-3649.
22. J. Zhang, J. P. Rabe, N. Koch, Adv. Mater. 2008, 20, 3254-3257.
23. D. Nabok, P. Puschnig, C. Ambrosch-Draxl, O. Werzer, R. Resel, D. M. Smilgies, Phys. Rev. B 2007, 76, 235322/1-6.
24. C.D. Dimitrakopoulos, P. R. L. Malenfant, Adv. Mater. 2002, 14, 99-117.
25. N. Karl, Synth. Met. 2003, 133-134, 649-657.
26. B. Stadlober, V. Satzinger, H. Maresch, D. Somitsch, A. Haase, H. Pichler, W. Rom, G. Jakopic, in "Organic Field-Effect Transistors II" (Eds.: C. D. Dimitrakopoulos, A. Dodabalapur), Proc. SPIE 2003, 5277, 112-123; (Eds.: C. D. Dimitrakopoulos, A. Dodabalapur),
27. Proc. SPIE 2003, 5217, 112-123.
28. H. L. Cheng, W. Y. Chou, C. W. Kuo, F. C. Tang, Y. W. Wang, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 161918.
29. J. L. Brédas, J. P. Calbert, D. A. da Silva Filho, J. Cornil, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 5804-5809.
30. D. Holmes, S. Kumaraswamy, A. J. Matzger, K. P. Vollhardt, Chem. Eur. J. 1999, 5, 3399-3412.
31. T. Siegrist, C. Besnard, S. Haas, M. Schiltz, P. Pattison, D. Chernyshov, B. Batlogg, C. Kloc, Adv. Mater. 2007, 19, 2079-2082.
32. C. C. Mattheus, A. B. Dros, J. Baas, A. Meetsma, J. L. de Boer, T. T. M. Palstra, Acta Crystallogr. Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 2001, 57, 939-941.
33. T. Siegrist, C. Kloc, J. H. Schön, B. Batlogg, R. C. Haddon, S. Berg, G. A. Thomas, Angew. Chem. 2001, 113, 1782-1786;
34. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1732-1736.
35. R. B. Campbell, J. M. Roberston, J. Trotter, Acta Crystallogr. 1961, 14, 705-711.
36. R. B. Campbell, J. M. Roberston, J. Trotter, Acta Crystallogr. 1962, 15, 289-290.
37. E. Venuti, R. G. Delia Valle, A. Brillante, M. Masino, A. Girlando, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2128-2129.
38. A. Brillante, R. G. Delia Valle, L. Farina, A. Girlando, M. Masino, E. Venuti, Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 32-36.
39. L. Farina, A. Brillante, R. G. Delia Valle, E. Venuti, M. Amboage, K. Syassen, Chem. Phys. Lett. 2003, 375, 490-494.
40. C. C. Mattheus, G. A. de Wijs, R. A. de Groot, T. T. M. Palstra, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6323-6330.
41. R. Ruiz, A. C. Mayer, G. G. Malliaras, B. Nickel, G. Scoles, A. Kazimirov, H. Kim, R. L. Headrick, Z. Islam, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 4926-4928.
42. T. Kakudate, N. Yoshimoto, Y. Saito, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 081903/1-3.
43. L. F. Drummy, D. C. Martin, Adv. Mater. 2005, 17, 903-907.
44. J. T. Sadowski, T. Nagao, S. Yaginuma, Y. Fujikawa, A. Al-Mahboob, K. Nakajima, T. Sakurai, G. E. Thayer, R. M. Tromp, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 073109.
45. T. Shimada, H. Nogawa, T. Hasegawa, R. Okada, H. Ichikawa, K. Ueno, K. Saiki, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 061917.
46. J. S. Wu, J. C. H. Spence, J. Appl. Crystallogr. 2004, 37, 78-81.
47. R. G. Delia Valle, E. Venuti, L. Farina, A. Brillante, M. Masino, A. Girlando, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 1822-1826.
48. A. Brillante, I. Bilotti, R. G. Delia Valle, E. Venuti, M. Masino, A. Girlando, Adv. Mater. 2005, 17, 2549-2553.
49. B. Stadlober, U. Haas, H. Maresch, Phys. Rev. B 2006, 74, 165302/1-9.
50. A. C. Mayer, A. Kazimirov, G. G. Malliaras, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 105503.
51. J. E. Northrup, M. L. Tiago, S. G. Louie, Phys. Rev. B 2002, 66, 121 404/1-4.
52. S. Verlaak, S. Steudel, P. Heremans, D. Janssen, M. S. Deleuze, Phys. Rev. B 2003, 68, 195409/1-11.
53. M. Masino, A. Girlando, R. G. Delia Valle, E. Venuti, L. Farina, A. Brillante, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2002, 725, 149-154.
54. R. G. Delia Valle, E. Venuti, A. Brillante, A. Girlando, J. Chem. Phys. 2003, 118, 807-815.
55. R. G. Delia Valle, H. C. Andersen, J. Chem. Phys. 1992, 97, 2682-2689.
56. B.W. H. Van Beest, G.J. Kramer, R. A. Van Santen, Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 1955-1958.
57. J. Horbach, W. Kob, Phys. Rev. B 1999, 60, 3169-3181.
58. R. L. Mozzi, B. E. Warren, J. Appl. Crystallogr. 1969, 2, 164-172.
59. M. P. Allen, D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon, Oxford, 1987.
60. H. C. Andersen, J. Chem. Phys. 1980, 72, 2384-2393.
61. C. A. Angell, J. Phys. Chem. Solids 1988, 49, 863-871.
62. W. H. Zachariasen, J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 3841-3851.
63. Almost all O. atoms (99.775%) exhibit the expected tetrahedral coordination to four Si atoms and, vice versa, almost all Si atoms (99.85%) are coordinated to exactly two O. atoms.
64. a) K. Refson, Comput. Phys. Commun. 2000, 126, 309-328;
65. b) http://www.ccp5.ac.uk/moldy/moldy.html.
66. Gaussian 98, Revision A.7, M.J. Frisch, G.W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, V. G. Zakrzewski, J. A. Montgomery, Jr., R. E. Stratmann, J.C. Burant, S. Dapprich, J. M. Millam, A. D. Daniels, K. N. Kudin, M. C. Strain, O. Farkas, J. Tomasi, V. Barone, M. Cossi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Pomelli, C. Adamo, S. Clifford, J. Och-terski, G. A. Petersson, P. Y. Ayala, Q. Cui, K. Morokuma, N. Rega, P. Salvador, J.J. Dannenberg, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. Cioslowski, J. V. Ortiz, A. G. Baboul, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, C. Gonzalez, M. Head-Gordon, E. S. Replogle, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1998.
67. D. E. Williams, J. Chem. Phys. 1967, 47, 4680-4684.
68. E. Venuti, R. G. Delia Valle, L. Farina, A. Brillante, M. Masino, A. Girlando, Phys. Rev. B 2004, 70, 104106/1-8.
69. R. G. Delia Valle, E. Venuti, A. Brillante, Chem. Phys. 1995, 198, 79-89.
70. M. Oehzelt, A. Aichholzer, R. Resel, G. Heimel, E. Venuti, R. G. Delia Valle, Phys. Rev. B 2006, 74, 104103/1-7.
71. S. L. Mayo, B. D. Olafson, W. A. Goddard III, J. Phys. Chem. 1990, 94, 8897-8909.
72. A.J. Pertsin, A.I. Kitaigorodsky, The Atom-Atom Potential Method, Springer, Berlin, 1987.
73. S. Nosé, J. Chem. Phys. 1984, 87, 511-519.
74. a) P. J. Kraulis, J. Appl. Crystallogr. 1991, 24, 946-950;
75. b) http://www.avatar.se/molscript/.
76. The center of mass of each pentacene cluster was located 15 Å above the mid-plane of the silica slab, and a range of x, y displacements was considered. Three different bulklike configurations and five filmlike configurations were tried.
77. C. G. De Kruif, J. Chem. Thermodyn. 1980, 72, 243-248. [73] These calculations gave structural parameters a = (6.57±0.01), b = (7.38 ±0.01) Å, γ = (86.7 ±0.2)°, and x = (27±7)°, which closely match those reported in Table 1 for the bulklike monolayer.