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有機半導體中被俘獲電荷引起的熱激發電流瞬態變化:漂移擴散研究

 更新時間:2022-09-20 點擊量:552

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主要內容

簡化的物理模型不足以描述有機半導體熱激發引起的瞬態電流。文中利用模擬軟件Setfos進行漂移擴散模擬仿真,揭示了該物理模型的不足。熱激發電流(TSC)是一種應用廣泛的技術,用于評估陷阱態,通過分析抽取陷阱密度、能量和俘獲率。大部分情況下,后者來自于無機半導體有關的物理模型,該模型規定空間電荷缺失或者自由電荷載流子為恒定壽命。因此,特別對于有機半導體,這些方程的有效性存在爭議。在這里,我們通過使用有機半導體的代表性輸入參數將經典方程擬合到從漂移擴散模擬獲得的TSC數據來研究有效性范圍。我們發現,慢的再俘獲率和初始上升法提供了很好的陷阱參數預測。另一方面,使用峰值電流的溫度方程和快速再捕獲方程的有效性范圍有限。漂移擴散模型的一個重要優點是可以獲取局部變量,如電荷載流子密度、電場和復合。我們發現,由于來自于電極的電荷載流子的擴散,使得電極附近的一小部分陷阱即使在高溫下也無法排空。此外還發現一個重要的靜電因子與外部電路測量的被抽取電荷載流子和輸入陷阱密度有關。對于這里使用的是均勻分布的陷阱態,這個因子恰好是2。最后,通過在漂移擴散模型中實現溫度和場相關的遷移率來分析模型的擴展性。


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文獻信息

Scrutinizing thermally stimulated current transients originating from trapped charges in organic semiconductors: A drift-diffusion study

Camilla Vael, Sandra Jenatsch, Simon Züfle, Frank Nüesch, and Beat Ruhstaller


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