用漂移-擴(kuò)散模型研究單晶有機(jī)二極管的電學(xué)性質(zhì).pdf

1、因?yàn)榈统杀竞痛竺娣e的電子應(yīng)用，有機(jī)半導(dǎo)體的研究十分熱門。目前來說，對設(shè)計(jì)和開發(fā)新材料存在一個(gè)瓶頸，這就是對在有機(jī)半導(dǎo)體中具體的電荷傳輸了解不夠。在有機(jī)半導(dǎo)形態(tài)的缺陷，或雜質(zhì)通過影響間隙狀態(tài)的能量分布，從而影響有機(jī)器件的性能。為了充分了解材料的基本機(jī)制，材料中的陷阱分布及其相關(guān)缺陷的性質(zhì)是至關(guān)重要的。因?yàn)檫@些構(gòu)成模型的材料中的微觀結(jié)構(gòu)特征，如晶界的影響被抑制，所以對高純度有機(jī)單晶的研究是有必要的。單晶的研究可能使我們能夠預(yù)測有機(jī)半導(dǎo)體的性

2、能界限，以及幫助設(shè)計(jì)材料使其載流子遷移率不斷增加。
　　本文通過求解漂移擴(kuò)散方程和 Possion方程，從而計(jì)算有機(jī)半導(dǎo)體的空間束縛電流。計(jì)算中認(rèn)為有機(jī)半導(dǎo)體是非簡并的，是基于近期關(guān)于經(jīng)典愛因斯坦關(guān)系適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)得出來的。雖然空穴密度的表達(dá)式是使用玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)推導(dǎo)得出來的，但是在后續(xù)計(jì)算中也驗(yàn)證了其正確性。本文中分別使用Pasveer等人提出來的遷移率模型[Phys. Rev. Lett.94,206601(2005)]以及Blom

3、等人對Pai提出來的指數(shù)模型的修正[Phy. Rev. B55，R656(1997)]來求解漂移擴(kuò)散方程，得到遷移率和有效態(tài)密度的關(guān)系式。計(jì)算結(jié)果表明，Pasveer等人提出來的遷移率模型在低電壓和高電壓區(qū)域都不能很好的擬合Krellner等人單晶紅熒烯實(shí)驗(yàn)[Phys. Rev. B75,245115(2007)]中得到的的J-V數(shù)據(jù)。而且從Pasveer等人的理論框架中提取出的一些參數(shù)，應(yīng)該是常數(shù)，卻表現(xiàn)出了隨溫度變化的關(guān)系，這是不自

4、洽的。然而，采用指數(shù)模型得到的理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得很好，不管是在低電壓還是高電壓區(qū)域。而且從其理論框架中提取出的參數(shù)隨溫度變化的關(guān)系，與模型中描述的關(guān)系是一樣的。文中證明了Blom等人提出來的簡單表達(dá)式，可以很好地描述指數(shù)模型中的參數(shù)與溫度的關(guān)系。還證實(shí)了從非簡并的玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)中推導(dǎo)出有效態(tài)密度和溫度的關(guān)系是可行的。文中還計(jì)算分析了電勢、電場以及空穴密度隨外加偏壓變化及溫度變化的關(guān)系。通過分析左右勢壘對電流電壓關(guān)系的影響，得出了在我