專利名稱：一種基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法。本方法可以測量出表征有機(jī)半導(dǎo)體輸運(yùn)性能的載流子遷移率和其色散參數(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，有機(jī)半導(dǎo)體器件發(fā)展迅速，越來越受到人們的關(guān)注，例如有機(jī)發(fā)光二級管(OLED )、有機(jī)太陽能電池(OPV)、有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET )等。電荷輸運(yùn)能力是影響器件性能的關(guān)鍵因素之一，載流子遷移率的大小是表征電荷輸運(yùn)能力的一個(gè)重要參數(shù)。掌握載流子遷移率的本質(zhì)屬性，就可以根據(jù)不同的要求，合成需要的有機(jī)半導(dǎo)體材料，優(yōu)化有機(jī)半導(dǎo)體器件的性能。為此，許多研究人員致力于測量有機(jī)半導(dǎo)體的載流子遷移率。目前，有很多方法可以測量載流子遷移率，其中，時(shí)間飛行法(TOF)是最傳統(tǒng)，也是最常用的測量方法之一。但其也有自身的局限性第一，TOF法對有機(jī)層的厚度要求很高，通常微米級，這對有機(jī)半導(dǎo)體，尤其是許多新材料而言，代價(jià)是很昂貴的，有時(shí)合成技術(shù)上甚至難以得到足夠多的樣品；第二，實(shí)際中的半導(dǎo)體器件有機(jī)層厚度一般在納米級，這與TOF法要求的厚度相差很大，TOF法測出的遷移率不能真實(shí)代表實(shí)際有機(jī)半導(dǎo)體器件的遷移率；第三，TOF設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，測量起來受到諸多限制；第四，又有文獻(xiàn)報(bào)道，對于一些色散材料，TOF法無法準(zhǔn)確測量其載流子遷移率。本發(fā)明提出的方法，研究有機(jī)半導(dǎo)體性能，不僅能測量實(shí)際有機(jī)半導(dǎo)體器件的載流子遷移率，而且還可以得到有機(jī)半導(dǎo)體的色散參數(shù)。導(dǎo)納譜法是一種以小振幅正弦波為探測信號的波譜學(xué)方法。在小信號擾動下，基于空間電荷限制電流理論(SCLC)，建立理論導(dǎo)納模型，研究有機(jī)半導(dǎo)體的載流子動力學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法，該方法可以測量出表征有機(jī)半導(dǎo)體輸運(yùn)性能的載流子遷移率和其色散參數(shù)。技術(shù)方案本發(fā)明基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法是在小信號擾動下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立理論導(dǎo)納模型；采用最小二乘原理擬合有機(jī)半導(dǎo)體器件的電容(7、電導(dǎo)G、阻抗的虛部ImZ或阻抗的實(shí)部Hel得出載流子遷移時(shí)間%以及有機(jī)層半導(dǎo)體的色散參數(shù)M
、￡!；，進(jìn)而根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法，其特征是該方法是在小信號擾動下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立理論導(dǎo)納模型；采用最小二乘原理擬合有機(jī)半導(dǎo)體器件的電容電導(dǎo)(5、阻抗的虛部ImZ或阻抗的實(shí)部;Ie ￡，得出載流子遷移時(shí)間·^以及有機(jī)層半導(dǎo)體的色散參數(shù)進(jìn)而根據(jù)公式/ =rf2/tr&F)得到遷移率;其中-為待測有機(jī)層厚度，P"為加載在有機(jī)層上的電壓 步驟I.制備測量遷移率的簡單單層器件陽極/有機(jī)層/陰極；測量空穴遷移率時(shí)要求陽極與有機(jī)層界面為歐姆接觸、有機(jī)層與陰極界面阻擋電子，測量電子遷移率時(shí)要求陽極與有機(jī)層界面阻擋空穴、有機(jī)層與陰極為歐姆接觸； 步驟2.對器件施加小交流電壓信號，振幅小于25mv，頻率范圍為10_2 IO8 Hz ；步驟3.在器件上加載正向直流偏壓，在I 36V電壓下測量器件的電容(7、電導(dǎo)G、阻抗的虛部Imf或阻抗的實(shí)部He Z ； 步驟4.擬合電容(J、電導(dǎo)G、阻抗的虛部ImZ或阻抗的實(shí)部He之,得出載流子遷移時(shí)間%以及色散參數(shù)進(jìn)而根據(jù)公式％.=^2/(%50計(jì)算出載流子遷移率
2.一種如權(quán)利要求I所述的基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法，其特征在于所述的導(dǎo)納模型是在小信號擾動下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立單載流子注入、無陷阱時(shí)的理論導(dǎo)納模型
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于導(dǎo)納譜原理研究有機(jī)半導(dǎo)體性能的方法。在小信號擾動下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立理論導(dǎo)納模型，見公式1，采用最小二乘原理擬合有機(jī)半導(dǎo)體器件的電容、電導(dǎo)、阻抗的虛部或阻抗的實(shí)部，得出載流子遷移率以及有機(jī)層半導(dǎo)體的色散參數(shù)、。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)⑴直接測量有機(jī)半導(dǎo)體在實(shí)際器件中的載流子遷移率，能真實(shí)反映有機(jī)半導(dǎo)體的輸運(yùn)性能；⑵不僅能夠測量有機(jī)半導(dǎo)體的載流子遷移率，而且還可以測出表征其自身性能的色散參數(shù)；⑶與傳統(tǒng)的TOF技術(shù)相比，能夠節(jié)約成本首先，TOF要求待測有機(jī)半導(dǎo)體的厚度要達(dá)到微米級，這對于有些材料，尤其是許多新材料而言，代價(jià)是十分昂貴的。
文檔編號G01N27/00GK102890229SQ20121038458
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者唐超, 王徐亮, 劉瑞蘭, 戎舟, 徐慧, 黃維 申請人:南京郵電大學(xué)