有机电子学是一门交叉和前沿学科,凭借着有机材料具有廉价的成本、低的密度、种类和结构多、良好的机械性能、可调节性能强、制备简单等独特性质,为具有特定或多功能电子器件的合成提供了新的思路。有机自旋电子学主要是利用了有机材料对自旋电子散射不强,拥有长的自旋弛豫时间的特点,希望可以制备具有高自旋注入效率和高自旋极化率的自旋电子器件。但在有机-磁性金属界面处,电子注入效率会受到界面能级分布的影响,通常在界面会存在一个偶极层,会增大对自旋电子的散射,影响到自旋电子的注入效率,因此研究有机-磁性金属界面处的能级结构是非常必要的。另外,由于有机材料具有较小的功函数,以及较容易调控的形貌和结构,所以其场发射性能也是一个非常值得研究的方向。因此,我们对有机-磁性金属界面的能级结构和有机材料的场发射性能进行了研究：(1)通过真空热蒸发和磁控溅射制备了Bepp2-FeCo双层膜结构,对Bepp2/FeCo和剥离反转(peel-off) Bepp2/FeCo样品,利用Ar离子刻蚀,得到了X射线光电子能谱(XPS)和紫外线光电子能谱(UPS)的谱图随着刻蚀时间增加(即样品厚度逐渐变薄)的变化情况。通过不同元素的含量变化以及Co、Fe、O和C的XPS精细谱图的拟合分析,得到了在Bepp2-FeCo界面处,Co和Fe都不同程度上与Bepp2发生了化学反应,并且Fe比Co更容易与有机层发生反应。通过UPS分析,在Bepp2-FeCo界面处,由于两层的表面势垒不一样,会有一个大的能量移动A=-3.0eV,表明在界面处出现了一个较大的偶极层,空穴注入势垒ΦpB=1.6eV,电子注入势垒ΦnB=1.2eV。说明了在Bepp2-FeCo界面,电子比空穴较容易注入。通过磁光克尔效应(MOKE)对样品磁性分析,发现只有当FeCo厚度小于3nm时,才可以在Bepp2有机层上诱导出明显的单轴各向异性。(2)通过制备条件的控制,制备了表面粗糙度约为0.9nm的Alq3有机薄膜。对于Alq3-FeCo双层膜结构的样品Alq3/FeCo和peel-off Alq3/FeCo,利用Ar离子刻蚀,得到了XPS和UPS谱图随刻蚀时间增加的变化情况。通过不同元素的含量变化以及XPS精细谱的拟合分析,得到了在Alq3-FeCo界面处,Co和Fe都不同程度上与Alq3有机层发生了化学反应。通过UPS分析,在Alq3-FeCo界面处有机层,出现了一个能量移动△=-0.9eV,表明在界面处存在一个偶极层,空穴注入势垒ΦPB=2.16eV,电子注入势垒ΦnB=0.64eV。说明了在Alq3-FeCo界面,电子比空穴更容易注入到有机层。通过MOKE对样品磁性的分析,发现当FeCo厚度小于5nm时,可以在Alq3有机层上诱导出单轴各向异性。(3)利用热蒸发方法,通过控制蒸发条件,在低电阻率的Si基底上制备了有机发光半导体Alq3微米刺。在外加电场连续升高降低的循环测试中发现了明显的滞后现象,但随着Alq3厚度的增加以及测试循环次数的增加,这种滞后现象在减弱。引起滞后现象的原因是在高真空中样品表面小分子的吸附和去吸附效应引起的。因此为了减小这种滞后现象,应将样品尽量保持在真空中,或者增加测量次数。厚度为20nm,50nm和100nm的Alq3微米刺分别具有低的开启电压2.2Vμm-1,6.8Vμm-1和9.0Vμm-1以及低的阈值电压5.1Vμm-1,10.0Vμm-1和13.0Vμm-1。并且表现出了很好的稳定性。因此,Alq3微米刺作为有机场发射材料具有潜在的应用前景。(4)在碳纳米管阵歹(carbon nanotubes, CNTs)表面,通过直流磁控溅射将Ta修饰到其表面,而Ta的修饰使得CNTs的场发射性能得到了显著地提高,开启电压和闽值电压都明显减小,最大电流密度增加了而且稳定性也有所增强。这些场发射性能指标参数的改进可以归因于Ta的修饰使CNTs的功函数降低以及场发射因子增强。Ta的修饰导致CNTs的功函数趋近于Ta的功函数,由于溅射过程中Ta离子轰击CNTs的表面造成了缺陷并且Ta原子的聚集形成了很多突起使得形貌发生变化而使场发射因子增强。同时,在外加电场升高降低的循环过程中,观察到了明显的滞后现象,引起的原因是在高真空中存在小分子气体吸附在样品表面,在加电场时会发生吸附／去吸附效应而导致的。表明CNTs通过Ta的修饰是一种良好的场发射体,具有潜在的应用价值。