تأثير المصائد على نقل الشحنة في بوليمر شبه الموصل PCDTBT
Title Effect of traps on the charge transport in semiconducting polymer PCDTBT
الباحث الرئيس محمد توقير خان
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Semiconductor Devices
المستخلص: تعتبر أشباه الموصلات العضوية (OSCs) في الوقت الحاضر مرشحة واعده للجيل الثاني للأجهزة الإلكترونية. بسبب البنية المضطربة لهذه المواد، توجد كثافة عالية من المصائد في فجوة نطاق طاقتها، مما يؤثر على أداء الأجهزة. في المخطوطة الحالية ، بحثنا في دور المصائد في نقل الشحنة في غشاء PCDTBT الرقيق بقياس درجة الحرارة المعتمدة على خصائص J(V) في ثقب بنية الجهاز فقط. تم تحليل النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق نموذج توصيل الشحنة الفراغية المحدودة (SCL). وقد وجد أن خصائص درجة حرارة الغرفة J(V) تتبع قانون مربع Mott-Gurney لتوصيل الشحنة الفراغية المحدودة (SCL) الخالية من المصائد. ولكن تحت 278 كلفن ، يزداد التيار طبقًا لقانون تعبئة الشحنة الفراغية المحدودة (SCL) مع المصائد الموزعة بشكل كبير في فجوة النطاق لأشباه الموصلات. علاوة على ذلك ، بعد الوصول إلى جهد تقاطع VC∽12V ، فإن جميع المصائد المعبئة بواسطة الناقلات المحقونة وتيار الشحنة الفراغية المعبئة تحولت إلى تيار شحنة فراغية محدودة خالية من المصائد. إن حركة الثقب لتيار SCL الخالي من المصيدة أكبر بحوالي مرة واحدة بالمقارنة مع تيار تعبئة الشحنة الفراغية المحدودة SCL ويبقى ثابتًا مع درجة الحرارة.
Abstract: Organic semiconductors (OSCs) are nowadays called upon as promising candidates for next generation electronics
devices. Due to disorder structure of these materials, a high density of traps are present in their energy
band gap which affect the performance of these devices. In the present manuscript, we have investigated the role
of traps on charge transport in PCDTBT thin film by measuring the temperature dependent J(V) characteristics in
hole only device configuration. The obtained results were analyzed by space charge limited (SCL) conduction
model. It has been found that the room temperature J(V) characteristics follow Mott-Gurney square law for trapfree
SCL conduction. But below 278 K, the current increases according to trap-filling SCL law with traps distributed
exponentially in the band gap of semiconductor. Furthermore, after reaching a crossover voltage of
VC ∽ 12 V, all the traps filled by injected carriers and the trap-filling SCL current switch to trap-free SCL current.
The hole mobility of trap-free SCL current is about one order higher as compared trap-filling SCL current and
remains constant with temperature.