Понимание механизма электронного транспорта в органических пленках с использованием модели Маркуса Хопинга

Физики из Центра исследований электроники Дрездена (cfaed) из TU Dresden, в сотрудничестве с учеными из Бельгии, Испании и Германии, могли продемонстрировать поведение электронов при инжекции в пленки органических полупроводников.

Схемы устройства. (а) Схематическое поперечное сечение устройства. (б) Работа на горячих электронах. Электроны вводятся с применением отрицательного смещения на основе эмиттера и обнаруживаются в молекулярном полупроводнике. Эти электроны находятся в равновесии с тепловыми электронами в основании, которые нельзя описать большей температурой. Измерения могут выполняться как без, так и с внешним воздействием смещения на основе коллектора. (Фото предоставлено TU Dresden)

Эксперименты и моделирование обнаружили различные транспортные режимы.

Процессы переноса заряда играют ключевую роль в каждом электронном и оптоэлектронном устройстве. В устройствах на основе органических тонкопленочных технологий процессы переноса заряда включают добавление носителей заряда через металлические контакты и перенос заряда в самой органической пленке. Здесь процессы впрыска на контактах привлекают все большее внимание, поскольку контактные сопротивления на интерфейсах должны быть уменьшены для оптимальной эффективности устройства. Но такие внутренние интерфейсы труднодоступны и, следовательно, еще не совсем понятны.

В настоящее время команда руководителя исследовательской группы cfaed Фрэнка Ортманна (Computational Nanoelectronics Group) в сотрудничестве с учеными из Бельгии, Испании и Германии показала в исследовании, что внедрение механизма электронного транспорта в органическую пленку может быть объясняется тем, что из физической химии называется прыгающей моделью Маркуса. Рудольф Артур Маркус, американский химик, разработал эту модель. Сравнительные экспериментальные и теоретические исследования четко определили транспортные режимы, предсказанные в теории Маркуса.

Прогнозы, полученные Р.А. Маркус в контексте химического синтеза в 1950-х годах, в частности, так называемого «перевернутого режима Маркуса», мог быть подтвержден только много десятилетий спустя систематическими экспериментами по химическим реакциям. За его важный теоретический вклад Р.А. Маркус получил Нобелевскую премию по химии в 1992 году. Теперь наблюдение «Обращенной области Маркуса», в которой более высокое напряжение генерирует меньший ток, впервые удалось в органическом транзисторе, в котором напряжение инжекции может быть активно контролируемое .

Фрэнк Ортманн, руководитель исследовательской группы cfaed, TU Dresden

Как правило, это исследование дает лучшее представление об электронных и оптоэлектронных органических устройствах. Исследование было опубликовано 7 мая th 2019, в Nature Communications .

Source link