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(píng)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(duì)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(cè)。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(chǎng)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(cè)量的被抽取電荷載流子和輸入陷阱密度有關(guān)。對(duì)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(chǎng)相關(guān)的遷移率來分析模型的擴(kuò)展性。

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