Модуляционная методика изучения фотоэлектрических параметров органического полупроводника

1 Литературный обзор 8
1.1 Энергетические уровени органических переходов 8
1.2 Специфика зарядового транспорта в органических материалах 10
1.2.1Sp2-гибридизация и делокализация электронов в органических полупроводниках 11
1.2.2 Специфика электронной структуры органических полупроводников 14
1.2.3 Частично упорядоченные органические полупроводники. 16
1.2.4 Спектры электронного поглощения для частично упорядоченных органических полупроводников 17
1.3 Генерация носителей заряда в органических полупроводниках 20
1.3.1 Образование экситонов с переносом заряда 21
1.3.2 Диссоциация экситонов с переносом заряда 22
1.3.4 Температурная зависимость электропроводности органических полупроводников. 24
1.3.5 Оптические свойства органических полупроводников a(hv) 26
2 Методика измерений и объекты исследования 28
2.1 Магнетронное напыление 28
2.2 Термическое напыление 29
2.3 Процесс формирования образцов планарной геометрии 31
2.4 Процесс формирования фотовольтаических ячеек 31
2.5 Измерение температурной зависимости темновой проводимости органического полупроводника 32
2.6 Метод измерения кинетики фотопроводимости с использованием амплитудной модуляции светового сигнала 33
2.7 Метод измерения кинетики вентильной нестационарной фото-ЭДС 34
2.8 Методы люминесцентной спектроскопии и спектрофотометрии 35
2.9 Метод зондовой микроскопии 36
3.6 Измерение шероховатости поверхности пленки MEH-PPV 39
3 Экспериментальные результаты и их обсуждение 42
3.1 Измерение спектральной зависимости коэффициента поглощения света на краю поглощения 42
3.2 Люминесцентные измерения исследуемого образца 43
3.3 Измерение температурной зависимости темновой проводимости органических полупроводников 45
3.4 Определение подвижности неравновесных носителей в органическом композите, методом измерения кинетики вентильной фото-ЭДС при импульсном световом облучении 48
3.5 Определение подвижности неравновесных носителей в органическом композите, методом измерения кинетических зависимостей нестационарной фотопроводимости 49
Заключение 52
Список использованных источников 53

Весь текст будет доступен после покупки

Изучение органических материалов, используемых в молекулярной электронике, является актуальной областью исследований. Органические материалы обладают рядом преимуществ по сравнению с неорганическими, в том числе хорошей растворимостью и возможностью настраивать оптические и электрохимические свойства путем структурной модификации. Низкая стоимость и относительная простота технологии изготовления устройств молекулярной электроники позволяют создать эффективные органические светодиоды, плоские широкоформатные дисплеи, сенсоры и т.д. Однако низкая подвижность носителей заряда в органических полупроводниках ограничивает их рабочие характеристики. Подвижность и время жизни носителей заряда наряду с квантовой эффективностью являются важными факторами, ответственными за эффективность работы органической электроники.
В работе планируется выполнить анализ литературы о физико-химических свойствах и перспективах использования органических полупроводников. Отработать технологию формирования плёночных образцов MEH-PPV. Методом атомно силовой микроскопии определить структуру поверхности пленки MEH-PPV и шероховатость поверхности пленки.
Методами фотометрии и люминесцентной спектроскопии исследовать влияние допирования фуллеренами на оптическую ширину запрещенной зоны полимера.
Исследовать характер распределения локализованных состояния в запрещенной зоне и определить значение энергии активации MEH-PPV.
Определить подвижности носителей заряда для пленки MEH-PPV.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Энергетические уровени органических переходов

Неорганические полупроводники, такие как SiиGe, начали играть доминирующую роль материалов в электронике в середине прошлого века, после изобретения транзисторов. На рубеже веков появляется новый класс электронных материалов, широкоизвестных как органические полупроводники. Очевидно, что органические полупроводники не новы. За последние 50 лет традиционные изоляционные полимеры (пластмассы) все чаще используются в качестве альтернативы конструкционным материалам, таким как дерево, керамика и металлы, из-за их высокой прочности, небольшого веса, простоты химической модификации и технологичности при низких температурах. Традиционно изучение полупроводниковых органических материалов было сосредоточено на небольших органических молекулах в кристаллической форме.[1]
В полимере с молекулярным легированием ,образованном органическими пигментами, диспергированными в изолирующей полимерной матрице ,сочетаются полупроводниковые свойства малых органических молекул и выгодные механические свойства макромолекул .Полупроводниковые полимеры были синтезированы путем встраивания хромофора в качестве боковой группы в полимер или в основную цепь самого полимера.С1970-х годов многослойные органические фоторецепторы постепенно превратились в аморфный селен из-за разнообразия материалов, экономической эффективности, гибкости и экологической безопасности в электрофотографических устройствах, таких как копировальные аппараты и принтеры.

Весь текст будет доступен после покупки

[1] M. Pope / C. E. Swenberg,// “Electronic Processes in Organic Crystals” Clarendon Press, 1982 - p: 821
[2] D. M. Pai / B. E. Springett,// Rev. Mod. Phys. (1993).Vol. 65, pp. 163.
[3] N. W. Ashcroft and N. D. //Mermin, Solid State Physics, (1976).
[4] S. Baranovski,// “Charge Transport in Disordered Solids with Applications in Electronics", (2006).
[5] C. W. Tang,// "2-Layer Organic Photovoltaic Cell" (1986).Applied Physics Letters Vol. 48(2), pp. 183-185,
[6] C. W. Tang / S. A. VanSlyke,// Appl. Phys. Lett. (1987). Vol. 51, pp. 913,
[7] J. Mort / D. M. Pai (eds.),// “Photoconductivity and Related Phenomena” Elsevier, (1976)
[8] S. Stepanov, //“Photo-Electromotive-Force Effect in Semiconductors”, Handbook on Advanced Electronics and Photonics Materials, (2001).
[9] N. Korneev / S. Mansurova , S. Stepanov,// “Non-steady-state photoelectromotive force in bipolar photoconductors with arbitrary level structure” JOSA B, (1995)Vol. 12, pp. 615-620.
[10] N. Korneev /S. Mansurova , S. Stepanov, //“Nonstationary current in bipolar photoconductors with slow photoconductivity relaxation” Journal of Appl. Phys. (1995) Vol. 78, pp. 2925-2931.
[11] S. Mansurova / N. Korneev , S. Stepanov,// “Giant enhancement of low frequency photo-EMF signal under external dc bias in BSO crystal,” Optics Communications, (1998) Vol. 152, pp. 207-214.
[12] S. Mansurova / I. Seres, S. Stepanov, A. Grabar,// “Non-steady-state photoelectromotive force effect in photorefractive SPS crystal,” JOSA B, (2000)Vol.17, 12, pp. 1986-1991.

Весь текст будет доступен после покупки