用漂移-擴散模型研究單晶有機二極管的電學性質.pdf

1、因為低成本和大面積的電子應用，有機半導體的研究十分熱門。目前來說，對設計和開發(fā)新材料存在一個瓶頸，這就是對在有機半導體中具體的電荷傳輸了解不夠。在有機半導形態(tài)的缺陷，或雜質通過影響間隙狀態(tài)的能量分布，從而影響有機器件的性能。為了充分了解材料的基本機制，材料中的陷阱分布及其相關缺陷的性質是至關重要的。因為這些構成模型的材料中的微觀結構特征，如晶界的影響被抑制，所以對高純度有機單晶的研究是有必要的。單晶的研究可能使我們能夠預測有機半導體的性

2、能界限，以及幫助設計材料使其載流子遷移率不斷增加。
　　本文通過求解漂移擴散方程和 Possion方程，從而計算有機半導體的空間束縛電流。計算中認為有機半導體是非簡并的，是基于近期關于經典愛因斯坦關系適應性實驗得出來的。雖然空穴密度的表達式是使用玻耳茲曼統計推導得出來的，但是在后續(xù)計算中也驗證了其正確性。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提出來的指數模型的修正[Phy. Rev. B55，R656(1997)]來求解漂移擴散方程，得到遷移率和有效態(tài)密度的關系式。計算結果表明，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等人單晶紅熒烯實驗[Phys. Rev. B75,245115(2007)]中得到的的J-V數據。而且從Pasveer等人的理論框架中提取出的一些參數，應該是常數，卻表現出了隨溫度變化的關系，這是不自

4、洽的。然而，采用指數模型得到的理論結果與實驗數據擬合得很好，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隨溫度變化的關系，與模型中描述的關系是一樣的。文中證明了Blom等人提出來的簡單表達式，可以很好地描述指數模型中的參數與溫度的關系。還證實了從非簡并的玻耳茲曼統計中推導出有效態(tài)密度和溫度的關系是可行的。文中還計算分析了電勢、電場以及空穴密度隨外加偏壓變化及溫度變化的關系。通過分析左右勢壘對電流電壓關系的影響，得出了在我