Оглавление

Введение 3

Глава 1. Экспериментальные методы измерения подвижности носителей зарядов в диэлектриках 5

1.1. Методы измерения подвижности носителей зарядов 5

1.2. Исследование транспорта носителей заряда в полимерной пленке методом CELIV. 8

1.3. Анализ результатов полученных методом CELIV. 9

1.4. Транспорт носителей заряда в диэлектриках 13

16

Литература 16

Введение

Актуальность.

Измерение подвижности носителей заряда времяпролетным методом (ВП) используется на протяжении нескольких десятилетий для изучения органических полупроводников и диэлектриков. Он позволяет оценить подвижность заряда для электронов и дырок, и достаточно прост в интерпретации полученных результатов. Современные исследования в области полимерных полупроводниковых приборов фокусируется на свойствах одно- и многослойных тонкопленочных структур с толщинами менее 100 нм. Такие структуры представляют значительный интерес для исследования, так как являются основой для органических светодиодов, органических солнечных батарей и др. электронных устройств. Большинство электронных устройств на основе органических материалов состоит из многослойных пленочных структур с толщинами много меньшими 100 нм. Это существенно ограничивает метод ВП, так как из теории данного метода известно, что толщина полимерной пленки должна быть много больше и при этом пленка должна обладать скорее диэлектрическими свойствами. Важным ограничением ВП метода являются малые концентрации носителей заряда. Более того, измерения методом ВП не дают точных результатов, поскольку в большинстве случаев время диэлектрической релаксации намного меньше, чем время пролёта зарядов . Таким образом, измерение подвижности методом ВП, как правило, ограничивается концентрацией основных носителей n << 5 × 10²² м^-3, для E = 3 × 10⁷ В/м, D = 100 нм и ε = 3 [1].

В связи с этим, становится актуальным, использование новых экспериментальных методов оценки подвижности носителей заряда в многослойных пленочных структурах.

В качестве альтернативы времяпролетному методу измерения фототока, Юшка и соавторы предположили использование метода CELIV (вытягивание носителей заряда линейно увеличивающимся напряжением). Этот метод измерения подвижности носителей заряда можно использовать и при условии . Метод CELIV предполагает наличие однородной плотности распределения носителей заряда, при этом суммарная плотность заряда равна нулю, т.е. электроны и дырки компенсируют друг друга. Важно отметить, что метод CELIV применим для анализа подвижности носителей заряда при существенной разнице в подвижности электронов и дырок. [2]. Использование данной методики для измерения подвижности в полидифениленфталиде, явилось основной целью данной работы.

Цель работы:

Ознакомиться с теорией метода CELIV для измерения подвижности носителей. Собрать установку для измерения подвижности методом CELIV.

Задачи:

1. Подготовить установку для измерения подвижности методом CELIV и провести измерения на экспериментальных структурах.

2. Провести анализ полученных результатов и сравнить их с результатами ВП метода.

Глава 1. Экспериментальные методы измерения подвижности носителей зарядов в диэлектриках

1.1. Методы измерения подвижности носителей зарядов

Подвижность носителей зарядов является важным параметром, определяющим кинетические характеристики носителей заряда в исследуемых материалах. В частности, эффективность фотоэлементов на основе сопряженных полимеров существенно снижается из-за низкой подвижности носителей заряда. Таким образом, данные о подвижности носителей зарядов позволяют определить эффективность полимеров для фотоэлементов и других практических применений.

Существует несколько методов измерения подвижности, которые активно используемые в течение последних десятилетий (таблица 1.1.).

Таблица 1.1.