Глава 3. Результаты и их обсуждение
В главе представлены результаты, полученные на экспериментальных структурах металл-полимер-металл и металл-полимер-полупроводник. Приводится сравнение с ранее полученными результатами.
3.1. Влияние одноосного давления на подвижность носителей заряда в структуре Al - полимер - ito
На рисунке 3.1 представлены вольтамперные характеристики измеренные при различном значении одноосного механического давления. По графику видно, что в зависимости от приложенного давления ток протекающий через образец изменяется.
|
Рис. 3.1. Вольтамперные характеристики и измеренные на образце Al - полимер - ITO |
Однако по данным кривым сложно судить о влиянии давления на величину тока. В этой связи, полученные вольтамперные характеристики были перестроены в координатах I(P). Где P-величина приложенного одноосного давления (рис. 3.2).
|
Рис. 3.2. Зависимость тока от величины приложенного одноосного давления на образце Al - полимер – ITO |
Из рисунка 3.2 видно, что с увеличением величины одноосного механического давления ток увеличивается незначительно в диапазоне от 0 до 1,8·105 Па. Далее резко увеличивается в интервале от 1,8·105 Па до 2·105 Па после чего уменьшается в интервале от 2·105 Па до 1,9·105 Па и вновь увеличивается. Примечателен тот факт, что ранее полученные результаты свидетельствуют о переходе образца в высокопроводящее состояние при некотором значении давления и при увеличении напряжения происходило изменение максимального тока протекающего через экспериментальную структуру (рис. 3.3).
|
Рис. 3.3. Результаты, описанные в работе [15]. Зависимость тока протекающего через экспериментальную структуру от одноосного механического давления. |
Для уточнения влияния структуры Al- полимер-ITO на полученный результат, были измерены вольтамперные характеристики на структурах Al-полимер-Al при различных значениях одноосного механического давления.
|
Рисунок 3.4. Зависимость тока от величины приложенного одноосного давления на образце Al - полимер – Al |
Полученные ВАХ были перестроены в координатах I(P). На рисунке 3.4 представлены полученные результаты для образцов с пленками трех разных толщин
Из графика видно, что с увеличением толщины полимерной пленки удается пронаблюдать переключение в высокопроводящее состояние однако необходимо прикладывать большее одноосное механическое давление. Нерешенной в данных экспериментах на структурах Al-полимер-Al остается задача оценки подвижности т.к. появляется проблема выявления областей соответствующие областям в модели ТОПЗ. Однако на образцах структуры Al- полимер-ITO по полученным вольтамперным характеристикам удалось оценить подвижность носителей заряда.
Полученные вольтамперные характеристики (рис. 3.1), были перестроены в двойных логарифмических координатах (рис. 3.5 (1,2,3) по которым можно выделить несколько участков. Примечательно, что в области, соответствующей пику (рис. 3.2) ВАХ имеет 4 участка (1 - линейны, 2 - квадратичный участок, 3 - почти вертикальный участок, 4 - квадратичный участок).
На рисунках 3.5 (1,3) можно выделить только 2 участка - линейный и квадратичный. Причина такого поведения не ясна, поскольку в работах [20] с увеличением давления подвижность носителей заряда (электронов и дырок) возрастает. Особенность структуры исследуемого образца, может быть основной причиной, оказывающая влияние на подвижность носителей заряда и эффект переключения полимерной пленки под действием одноосного механического давления.
Другим возможным объяснением может служить двойная инжекция носителей заряда, которая может осуществляться в структуре Al - ПДФ - ITO. Возможно, что увеличение концентрации свободных термически генерируемых и инжектируемых носителей заряда одновременно приведет к резкому увеличению не основных носителей в пленке. Ловушки, наличие которых в пленках ПДФ подтверждается и определяется глубина их залегания в работе [27] будут оказывать в этом случае основное воздействие на объемный заряда в пленке ПДФ
|
|
|
Рис. 3.5. ВАХ измеренные на экспериментальном образце. При различных значениях одноосного давления (1) - 1.38·105 Па; (2) - 2·105 Па (3) - 3.5·105 Па. |
Для оценки подвижности носителей заряда в рамках модели ТОПЗ была использована формула:
(3.1.)
которая не учитывает наличие ловушечных состояний и позволяет определить максимально возможную подвижность носителей заряда. Таким образом были получены следующие значения подвижности:
при p = 1.38·105 Па μ = 3.7·10-5 см2/В·с;
при p = 2·105 Па μ = 9.1·10-5 см2/В·с;
при p = 3.5·105 Па. μ =5.8·10-5 см2/В·с;
Таким образом из полученных результатов видно, что подвижность носителей заряда соответствующая максимуму при p = 2·105 Па.