有機(jī)半導(dǎo)體中的愛因斯坦關(guān)系研究及其應(yīng)用.pdf

1、由于長(zhǎng)期以來，有機(jī)材料被人們視為典型的絕緣材料，直到七十年代科學(xué)家們合成了導(dǎo)電聚合物，到現(xiàn)在其理論研究一直較為滯后。近年來，由于在發(fā)光二極管、光電池及晶體管等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，有機(jī)半導(dǎo)體材料及其器件的實(shí)用化進(jìn)程慢慢加快。有機(jī)電致發(fā)光材料作為最受重視的半導(dǎo)體材料極大地促進(jìn)了有機(jī)半導(dǎo)體的研究。不斷提高有機(jī)半導(dǎo)體的光電特性是人們不斷追求的目標(biāo)，為此研究人員采用多層的結(jié)構(gòu)在有機(jī)電致發(fā)光器件中引入了電子傳輸層(ETL)和空穴傳輸層(HTL)，形成多

2、層的器件結(jié)構(gòu)以使電子和空穴相對(duì)平衡，從而提高有機(jī)發(fā)光器件的遷移率、穩(wěn)定性、有序性及效率。
　　 有機(jī)電致發(fā)光材料的理論研究是一項(xiàng)重要而有意義的課題。有機(jī)電致發(fā)光包括載流子的注入、載流子的遷移、激子的產(chǎn)生、光子的發(fā)射等過程。理論研究中多采用Monte Carlo方法對(duì)其進(jìn)行模擬，或者在不同的簡(jiǎn)化條件下得到相應(yīng)情形的數(shù)值解，并從不同的角度借鑒無機(jī)半導(dǎo)體的理論。雖然很多理論模型都能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出比較好的解釋，但哪一種模型更符合實(shí)際目前

3、還沒有定論。
　　 愛因斯坦關(guān)系作為聯(lián)系載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的重要關(guān)系式，人們發(fā)現(xiàn)費(fèi)米能級(jí)分布、載流子濃度、以及摻雜濃度等因素都極大的影響著其值，使其偏離經(jīng)典的比值，本文基于Roichman等人的研究，論述無序有機(jī)半導(dǎo)體中的經(jīng)典愛因斯坦關(guān)系適用范圍及其局限性，愛因斯坦關(guān)系中的遷移率的影響因素，諸如化學(xué)勢(shì)，載流子濃度等，并進(jìn)一步探討考慮靜電勢(shì)能存在時(shí)的愛因斯坦關(guān)系，并著重針對(duì)兩種空穴型的聚合物進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析。
　　

4、我們得到的主要結(jié)果如下：
　　 (1)在分析研究Yohai Roichman等人提出的完整愛因斯坦關(guān)系時(shí)，著重討論了p型有機(jī)半導(dǎo)體材料中愛因斯坦關(guān)系與濃度以及愛因斯坦關(guān)系與化學(xué)勢(shì)的制約關(guān)系，并對(duì)其給出簡(jiǎn)要的分析，愛因斯坦關(guān)系的完整表達(dá)式應(yīng)當(dāng)取代傳統(tǒng)值。
　　 (2)在簡(jiǎn)并情形下，由于半導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)靜電場(chǎng)，半導(dǎo)體中各處電勢(shì)不相等，在考慮電子的能量時(shí)，必須計(jì)入附加的靜電勢(shì)能，從而提出了愛因斯坦關(guān)系與靜電靜勢(shì)能的潛在關(guān)系且通過