导纳谱在有机半导体载流子输运方面的应用

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有机电子学已经成为一个新兴的前沿领域,本论文将导纳谱方法应用于有机半导体的载流子输运研究中。本论文结合具体的有机半导体材料,对导纳谱模型进行适当的修正,将导纳谱方法用于研究N,N’-dipheny]-N,N’-bis(1,1’-biphenyl)-4,4’-diamine (NPB)的迁移率、八羟基喹啉铝(Alq3)的陷阱浓度、2,7-二芘基-9-苯基-9-芘基芴(以下简写为DPPPF)的缺陷态,主要内容如下:(1)从泊松方程、电流密度方程入手,建立了单载流子注入的导纳模型。制备了仅传空穴的单层器件(ITO/NPB/Ag),测试其导纳谱,并通过用该模型拟合实验数据,得到了NPB的迁移率和色散参数。从结果来看,NPB中的空穴为为非色散传输;另外,我们还通过负微分电纳法、阻抗虚部、等效电路法几种不同的方法得到了NPB的迁移率,并对所得结果进行了比较。(2)对单载流子注入导纳模型进行修正,建立了单载流子注入时、考虑陷阱影响的理论导纳模型,通过用该模型拟合实验数据,可以得到材料的陷阱浓度和迁移率等参数;制备了仅传电子的单层器件(ITO/Alq3/Ag),测试了器件的导纳谱,用上述导纳模型来拟合器件的电容谱,得到了Alq3的陷阱浓度和迁移率等参数。(3)用导纳谱研究了本课题组合成的新材料DPPPF,结合电容谱,分析得出了DPPPF的缺陷态分布以及缺陷浓度,并用高斯模型分析了缺陷态分布。结果显示,在DPPPF中,总的陷阱浓度约为6×1016cm-3,缺陷态分布范围为0.32-0.70eV。
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