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1、第二章有机半导体材料载流子迁移率测试方法一、电荷渡越时间法（TOF）TimeofFlight二、场效应晶体管表征法（FET）FieldEffectTransistor三、空间电荷受限的电流法（SCLC）Space-Charge-Limited-Current四、瞬态电致发光TransientElectroluminescence一、电荷渡越时间法（TimeofFlight,TOF）1.1、TOF的早期TOFmobility最早被称为drift（漂流）mobility1954年被用于测量离子在气体中的迁移率(M.A.Biondi,L.M.Chanin,Phys
2、.Rev.1954,94,910.)1959年被用于测量电子在液体中的迁移率(O.H.LeBlanc,J.Chem.Phys.1959,30,1443.)1960年被用于测量载流子在有机固体中的迁移率(R.G.Kepler,Phys.Rev.1960,119,1226.)Chargecarrierproductionandmobilityinanthracenecrystals(R.G.Kepler,Phys.Rev.1960,119,1226.)Chargecarrierproductionandmobilityinanthracenecrystals1、
3、蒽单晶，尺寸1-2mm2、2μslightpulse(Xenonflashtube)3、Under10−5mmHg1.2、TOF的近代发展近代采用了纳秒脉冲激光，测试材料也扩展到薄膜原理示意图直流电压基本原理A光电流检测1、纳秒脉冲宽度的激光通过透明玻璃和ITO电极在半导体薄膜的的表层产生光生电荷（电子－空穴对）脉冲激光2、某一电荷在外加偏压作用L下向金属电极渡越，形成光电流信号，记录光电流强度随时间的变化过程。金属电极透明玻璃半导体薄膜ITO透明电极迁移率（μ）：空穴迁移率μ，正偏压，透明电极ITO为正极h电子迁移率μ，负偏压，透明电极ITO为负极e迁移率
4、（μ）计算公式：1、μ=L2/(t×V)TRL：半导体厚度TOF法测量迁移率的关键t：渡越时间TR是测量出渡越时间t。TRV：电压2、μ=L/(t×E)TRE=V/L：场强1.3、非发散型TOF迁移率和发散型TOF迁移率Non-dispersivecarriertransport非发散型迁移Dispersivecarriertransport发散型迁移1.3.1Non-dispersiveMurata,etal.ChemicalPhysicsLetters,339(2001)161-166.Non-dispersiveandair-stableelectro
5、ntransportinanamorphousorganicsemiconductorNon-dispersiveelectrontransport特征：有恒定的电流平台渡越时间：t=tTR1/2μ=L/(t×E)TR−4μ=18×10cme(16×10−6s×0.55×106V/cm)=2×10−4cm2/Vs室温及氮气气氛载流子迁移发散程度W(degreeofcarriertransportdispersion)W=(t−t)/t1/201/2t：平台转折处时间0W=0.22，该值算TOF法很小的例子1.3.2DispersiveNakaetal.App
6、l.Phys.Lett.,76(2000)197-199Dispersiveelectrontransport特征：无恒定的电流平台，电流在不断地减小。渡越时间t由双对数图转折点给出。TRbathophenanthroline−4μ=9.9×10cme(7.8×10−6s×0.3×106V/cm)=4.2×10−4cm2/Vs测试温度：室温whereαisthedispersionparameter(发散参数)with0<α<1andαdecreasewithincreasingdispersion.左图：line1:1－α＝0.7α=0.3line2:1＋
7、α＝1.3该值在无定型材料中算小，因此发散程度高。注意：在现有文献中，非发散型和发散型的渡越时间的获得尚未严格遵循上述方法。举例1：Bettenhausen,etal.Redecker,etal.J.Appl.Phys.82(1997）4957-4961.Appl.Phys.Lett.66(1999)109-111.Oxadiazole,Non-dispersiveETPhenylquinoxaline,dispersive,ETJ.AM.CHEM.SOC.2003,125,3710-3711Chemicalstructuresofter(9,9-diary
8、lfluorene)s:1and2Non-dispe
