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有機(jī)半導(dǎo)體中被俘獲電荷引起的熱激發(fā)電流瞬態(tài)變化：漂移擴(kuò)散研究
主要內(nèi)容
簡化的物理模型不足以描述有機(jī)半導(dǎo)體熱激發(fā)引起的瞬態(tài)電流。文中利用模擬軟件Setfos進(jìn)行漂移擴(kuò)散模擬仿真，揭示了該物理模型的不足。熱激發(fā)電流(TSC)是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，用于評估陷阱態(tài)，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(jī)半導(dǎo)體有關(guān)的物理模型，該模型規(guī)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(jī)半導(dǎo)體，這些方程的有效性存在爭議。在這里，我們通過使用有機(jī)半導(dǎo)體的代表性輸入?yún)?shù)將經(jīng)典方程擬合到從漂移擴(kuò)散模擬獲得的TSC數(shù)據(jù)來研究有效性范圍。我們發(fā)現(xiàn)，慢的再俘獲率和初始上升法提供了很好的陷阱參數(shù)預(yù)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(kuò)散模型的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以獲取局部變量，如電荷載流子密度、電場和復(fù)合。我們發(fā)現(xiàn)，由于來自于電極的電荷載流子的擴(kuò)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(fā)現(xiàn)一個(gè)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(guān)。對于這里使用的是均勻分布的陷阱態(tài)，這個(gè)因子恰好是2。最后，通過在漂移擴(kuò)散模型中實(shí)現(xiàn)溫度和場相關(guān)的遷移率來分析模型的擴(kuò)展性。
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文獻(xiàn)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