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《有机半导体中载流子迁移率的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、有机半导体中载流子迁移率的各种方法的测试原理。主要有如下几种:稳态(CW)直流电流2电压特性法(steady2stateDCJ2V),飞行时间法(timeofflight,TOF),瞬态电致发光法(transientelectroluminescence,transientEL),瞬态电致发光法的修正方法即双脉冲方波法和线性增压载流子瞬态法(carrierextractionbylinearlyincreasingvoltage,CELIV),暗注入空间电荷限制电流(darkinjectionspacech
2、argelimitedcurrent,DISCLC),场效应晶体管方法(field2effecttransistor,FET),时间分辨微波传导技术(time2resolvedmicrowaveconductivitytechnique,TRMC),电压调制毫米波谱(voltage2modulatedmillimeter2wavespectroscopy,VMS)光诱导瞬态斯塔克谱方法(photoinducedtransientStarkspectroscopy),阻抗(导纳)谱法(impedance(ad
3、mittance)spectroscopy)。实验测定方法一些传统无机半导体迁移率的测量方法是比较成熟的,如利用霍耳效应[11](根据定义,电流密度等于载流电荷密度乘以平均漂移速率。电流密度可以通过测量电流强度和样品尺寸而求得,载流电荷密度可以通过在弱磁场下测量经典霍耳系数而求得。因此,迁移率是一个可以通过直接测量而求得的近来开发的拉曼散射技术[12](通过微观拉曼成像实验来研究载流子密度与迁移率),但并不适用于低迁移率的无定型有机半导体。目前报道的比较常用的测量无定型有机半导体载流子迁移率的方法主要有如下
4、几种:稳态(CW)直流电流2电压特性法(steady2stateDCJ2V),飞行时间法(timeofflight,TOF),瞬态电致发光法(transientelectroluminescence,transientEL),瞬态电致发光法的修正方法即双脉冲方波法和线性增压载流子瞬态法(carrierextractionbylinearlyincreasingvoltage,CELIV),暗注入空间电荷限制电流(dark2injectionspace2charge2limitedcurrent,DISCLC
5、),场效应晶体管方法(field2effecttransistor,FET),时间分辨微波传导技术(time2resolvedmicrowaveconductivitytechnique,TRMC),电压调制毫米波谱(voltage2modulatedmillimeter2wavespectroscopy,VMS),光诱导瞬态斯塔克谱方法(photoinducedtransientStarkspectroscopy),阻抗(导纳)谱法(impedance(admittance)spectroscopy)。下
6、面将简要介绍这几种测量技术的原理及方法。1.稳态电流2电压方法稳态电流2电压方法是最简单的一种测量载流子迁移率的方法。直接得到的参数是电流电压特性和器件的厚度。·在低电场下需要满足3个条件:(1)没有任何能带弯曲,在给定电压V下整个半导体内F为常数;(2)μ与电场F无关,即要求电流不能太大,不要因焦耳热效应而引起μ随F而改变;(3)通过半导体抽取的电流应小于饱和热电子发射电流。则可以通过公式:J=n0qμV/dJ代表电流密度,n0代表载流子密度,μ代表载流子的迁移率,V为外加电压,d是器件的薄膜厚度。由于结
7、构的无序性和杂质的存在,有机半导体中存在大量的载流子陷阱能级,这些陷阱很容易俘获载流子,从而使半导体内部存在大量的空间电荷。当电场逐渐升高,电流过渡到空间电荷限制电流(spacechargelimitedcurrent,SCLC)时,如果没有陷阱分布,则满足Child’s定律。在这里,都是默认迁移率不随电场变化,是个固定值,当电场增高以后,这个假设就出现很大偏差,所以这个方法一般应用于低场区。2飞行时间(TOF)法TOF技术是目前用以测量载流子迁移率最有效、最广泛的方法。在光脉冲的激发下,在ITO透明电极一
8、侧将产生电子2空穴对,在电场作用下,一种载流子会在有机半导体样品中传输并被另一侧的电极接受。载流子在半导体内部的传输通常有两种形式:非色散传输(non2dispersivetransport)和色散传输(dispersivetransport)。μ=d/(ttrE)可直接计算出载流子的迁移率。瞬态电致发光(transientEL)法瞬态电致发光法是一种电脉冲测量方法,通过一个电脉冲发生器来给器件提供一个方波电压脉
