本文關鍵詞：導納譜法研究有機半導體的界面陷阱自由能，前置因子和陷阱態(tài)密度

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【摘要】：導納譜法是在不同邊界條件下,根據(jù)空間電荷限制電流理論,推導并建立的描述有機半導體傳輸機制的理論模型。本文用導納譜法來研究結(jié)構(gòu)相似的有機半導體厚度依賴的載流子遷移率、場依賴因子、陷阱態(tài)等內(nèi)容。對導納譜法的理論模型、場依賴因子、陷阱態(tài)的理論模型進行較為深入的研究,最后通過有機半導體材料的器件實驗完善這些理論模型。主要的內(nèi)容如下:(1)闡述導納譜學的方法、原理等,介紹了常用的載流子傳輸機制、遷移率模型,總結(jié)了無陷阱時單載流子導納模型、載流子以指數(shù)形式分布下的單載流子導納模型、遷移率與載流子濃度有關時的導納模型、分析界面態(tài)下的導納模型,并將其應用在遷移率、定域態(tài)、負電容方面。(2)制備兩種有機半導體器件ITO/NPB(50nm-800nm)/Al,ITO/TPD(50nm-800nm)/Al,阻抗譜儀測量阻抗信息,并運用粒子群算法獲得兩種有機材料的載流子遷移率與厚度之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,電荷載流子遷移率與厚度有關。有機半導體層厚度增加時,遷移率也增加,到達600nm時,遷移率趨于穩(wěn)定值。通過AFM、XRD實驗結(jié)果排除了薄膜表面形貌、結(jié)晶對遷移率的影響。從熱力學角度提出了界面陷阱自由能來解釋厚度依賴的載流子遷移率。(3)影響遷移率的因素成分有很多,如載流子濃度、施加的電場強度、實驗室溫度、氣壓、有機材料的分子取向和純度等。場依賴因子、零電場遷移率是經(jīng)驗方程Poole-Frenkel(P-F)的重要參數(shù)。詳細描述場依賴因子的研究現(xiàn)狀,對Poole-Frenkel方程的兩個物理參數(shù)進行研究探討,研究其與厚度依賴的遷移率的內(nèi)在聯(lián)系。(4)詳細推導陷阱態(tài)導納模型,并用導納譜法研究本課題組新合成的有機半導體高效藍光材料Ph TPFOR和DPh DPFOR。通過電容-電壓曲線的擬合和Mott-Schottky公式的推導,分析得到了兩種材料的陷阱態(tài)濃度。用導納譜法研究結(jié)構(gòu)類似的有機半導體材料的陷阱態(tài)濃度,為影響器件效率、壽命等的研究提供更簡單、有效的方法。
【關鍵詞】：導納譜 遷移率 界面陷阱自由能 場依賴因子 陷阱態(tài)
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 有機半導體電荷載流子物理傳輸機制9-14
• 1.3 有機半導體的電荷載流子遷移率模型14
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容、創(chuàng)新點及意義14-16
• 第二章 相關背景知識介紹16-27
• 2.1 導納譜原理16-17
• 2.2 導納譜物理模型17-20
• 2.2.1 單載流子無陷阱傳輸?shù)膶Ъ{模型18
• 2.2.2 單載流子且陷阱以指數(shù)分布的導納物理模型18-19
• 2.2.3 載流子濃度下的理論導納模型19
• 2.2.4 考慮存在界面態(tài)時的導納模型19-20
• 2.3 導納譜的具體應用20-25
• 2.3.1 確定有機材料電荷載流子的遷移率大小20-23
• 2.3.2 有機半導體材料的定域態(tài)分布23-25
• 2.3.3 有機半導體的負電容現(xiàn)象25
• 2.4 其他應用25-27
• 第三章 導納譜法研究有機半導體厚度依賴的遷移率27-36
• 3.1 引言27-28
• 3.2 理論模型28-30
• 3.2.1 實驗原料與儀器29
• 3.2.2 實驗步驟29-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 場依賴因子的研究36-42
• 4.1 引言36-37
• 4.2 研究現(xiàn)狀37-40
• 4.3 實驗部分40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 導納譜法研究新材料的陷阱態(tài)42-51
• 5.1 引言42-43
• 5.2 陷阱態(tài)導納模型理論推導43-48
• 5.2.1 陷阱態(tài)的占據(jù)與對結(jié)導納的貢獻43-44
• 5.2.2 陷阱對結(jié)的有效性44-46
• 5.2.3 結(jié)中陷阱對電容的貢獻46-48
• 5.3 實驗部分48-49
• 5.4 結(jié)果與討論49-50
• 5.5 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-52
• 參考文獻52-58
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文58-59
• 附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利59-60
• 附錄3 攻讀碩士學位期間參加的科研項目60-61
• 致謝61

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