Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1137321), страница 10

Файл №1137321 Диссертация (Транспорт носителей заряда в молекулярно допированных полимерах) 10 страницаДиссертация (1137321) страница 102019-05-20СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Действительно, в модели ММЗ-г энергетическоераспределение ловушек (а, следовательно, и параметр  ) от электрическогополя не зависит.Отметим, что спрямляющие прямые для всех кривых на рис. 3.7 приT 2  0 не сходятся в одной точке, как об этом сообщается в литературе [24,25]. Видно, что если максимальный разброс подвижности при T 2  0составляет приблизительно четыре порядка, то для T = 250 К он возрастаетпочти до десяти порядков.

Естественно, что это обстоятельство приводитавтоматически к увеличению наклона спрямляющих прямых, а значит, и  efсо снижением электрического поля. Подобное поведение “эффективной“энергиибеспорядкавлитературеассоциируетсяспонятиемкомпенсационного эффекта, широко распространенного в неупорядоченныхсредах [31, 33].Суть эффекта состоит в следующем.

Аррениусовская зависимостьнекоторого параметра материала от температуры предполагается следующей:Z (T )  Z 00 exp( / kT0 )exp( / kT )(3.14)где  - энергия активации, T0 - компенсационная температура и Z 00 предэкспонент. Смысл такой зависимости состоит в некоторой компенсацииактивационного эффекта противоположным изменением первой экспоненты.Эффект компенсации становится полным при T0 , когда Z (T0 )  Z 00 .

Особыйинтерес представляетслучай, когдаэнергияактивациизависит отдополнительного параметра. Именно с этим случаем мы сталкиваемся прирассмотрении температурно-полевой зависимости подвижности в МДП.Впервые подобный подход предложен Gill еще в 1972 г.

[6] (см.формулу (1.2) в главе 1) и полностью соответствует основной формулекомпенсационного эффекта  0 exp  ( E0   F01/2 )(1 / kT  1 / kT0 ) 62при   E0   F01/2 (аналог ПФ-эффекта). В цитируемой работе упоминание отермине компенсационный эффект отсутствует. Отличительным признакомподобного подхода является пересечение аппроксимирующих прямых кзависимости lg   f (1 / T ) для различных значениях электрического поля водной общей точке при температуре T0 .

При этой температуре подвижностьносителей заряда перестает зависеть от электрического поля, а наклонзависимости lg   f ( F0 ) изменяет знак [31, 33].Согласно современным представлениям [54, 56, 96] большеефизическоесодержаниенесетанализтемпературнойзависимостиподвижности в координатах lg   f (1 / T 2 ) , как на рис. 3.7. Но в этом случаеполностью теряется физический смысл компенсационной температуры, хотясогласно [25] подобное изменение координатной сетки принципиально неизменяет вывода о существовании компенсационной температуры, которая,помнениюавторов,имеетабсолютноезначениенезависимоотиспользованной температурной шкалы.

Следует заметить, что представлениетех же данных для кривых 1-3 на рис. 3.7 в аррениусовых координатахlg   1 / T , как это сделано на рис. 3.9, вполне совместимо с понятиемкомпенсационной температуры T0 , хотя и неразумно высокой.63Рис. 3.9. Температурная зависимость подвижности носителей зарядарисунка 3.9, перестроенная в координатах lg   T 1 . Электрическое поле 105(1), 106 (2) и 108 В/м (3, 4).Вместе с тем, в работе [31] для слабо допированного полярного МДПT0 = 372 К и именно при этой температуре исчезает полевая зависимостьизмеряемой подвижности носителей заряда.

Очевидно, что этот вопросзаслуживает более детального рассмотрения, но уже не в рамках настоящейдиссертации.Известно, что модель гауссова беспорядка не предсказывает ПФзависимости подвижности в полях слабее 20 В/ мкм и в рамках этой моделине следует ожидать сильных различий между  ef и  [54]. В моделидипольного стекла, напротив, физическое объяснение происхождению ПФэффекта, начиная со слабых полей (1 В/ мкм), основывается на сильномвлиянии электрического поля именно на время выхода носителей заряда из“критических” ловушек [66].

По этой причине мы заложили подобнуюполевую зависимость для частотного фактора модели ММЗ-г, считаяэнергетическое распределение ловушек независящим от электрическогополя.3.3. Универсальность транспорта носителей заряда в молекулярнодопированных полимерах.Непротиворечивое описание транспорта носителей заряда в МДП досих пор отсутствует [36]. Если по вопросу определения времени пролета,определяющего подвижность основных носителей заряда (чаще всего,дырок), у исследователей практически нет разногласий [96], то относительноформы времяпролетных кривых, одного из важных источников информациидляустановленияприродыэлектронноготранспорта,влитературеразгорелась оживленная дискуссия [35].64Дело в том, что основные модели прыжкового транспорта носителейзаряда в МДП, такие как модель гауссова беспорядка [54] или модельдипольного стекла [63], базируются на закономерностях полевой итемпературной зависимости подвижности без детального сопоставленияформы времяпролетных кривых с предсказаниями теории.

Подобноесопоставление практически и не имело бы смысла, поскольку временной ходкривых был подвержен значительному разбросу, особенно у допролетнойветви кривой. Чаще всего исследователи регистрировали слабо наклонноеплечо,подлительностикоторогоиопределялиподвижностьприпредставлении кривых в линейных координатах j  t [56].

Однако нередкорегистрировали и горизонтальное плато, когда ток на некотором временноминтервале оставался постоянным. Но в ряде случаев наблюдали ситуацию,когда ток перед началом спада несколько возрастал, образуя «горбообразное»плечо (cusp- англ.).Причины подобного аномального поведения формы времяпролетныхкривых в районе времени пролета установлены в работах [89-92]. Дело в том,что все результаты, опубликованные в зарубежной печати, получены сиспользованием оптического метода времени пролета, при котором носителизаряда либо генерированы в приповерхностном слое пленки МДП, либоинжектированы в нее из специального генерационного слоя [56]. В любомслучае инжектированные дырки пройдут через приповерхностный слой,который может оказать определенное влияние на регистрируемый сигнал.Как известно, для получения пленок МДП используется метод поливараствора допанта с полимером на подложку с последующим прогревом слояна воздухе или в вакууме для удаления остатков растворителя.

При этомнеизбежно из раствора удаляется и некоторое количество молекул допанта,т.е. происходит формирование обедненных приповерхностных слоев спониженной концентрацией допанта (этот эффект особенно велик длястороны пленки, обращенной на воздух). Снижение концентрации допанта,молекулыкоторогоявляютсяпрыжковымицентрами,приводитк65значительному уменьшению подвижности дырок в этом слое (отличительноесвойство именно прыжкового транспорта). Для учета возникающейнеоднородности структуры образца МДП нами была предложена модельдвухслойнойструктурыобразцаполимера,состоящейизтонкогоприповерхностного слоя с пониженным содержанием допанта и основногообъема образца с расчетной концентрацией допанта.

С помощью этой моделиудалось объяснить широкий круг явлений, полученных при изучениитранспорта носителей заряда в МДП с помощью электронной пушки ЭЛА-50с регулируемой энергией электронов [90] .Замена фотонов на моноэнергетические электроны с энергией от 1 до50 кэВ позволила реализовать три разновидности метода времени пролета.Во-первых, это времяпролетная методика (ВПМ), когда энергия электроновмала и их пробег не превышает 1-2 мкм (имитация оптического метода); вовторых, это ВПМ-2, использующая максимальную энергию электронов дляобеспечения объемного характера генерации, недоступного оптическомуметоду; и, наконец, метод ВПМ-1а позволяет изучать изменение формывремяпролетной кривой при варьировании энергии электронов во всемдиапазоне доступных значений.Показано,чтообразованиегоризонтальногоплатосвязаноссуперпозицией двух токов, одного, обусловленного задержанным выходомносителей заряда из приповерхностного обедненного слоя, и второго,отражающегодвижениенекоторойихдоли,генерированнойнепосредственно в объеме образца МДП.

Удовлетворительное описаниеэтогоявлениявозможновмоделимногократногозахватасэкспоненциальным (ММЗ-э) или гауссовым (ММЗ-г) распределениемловушек по энергии для двухслойной структуры образца полимера [67, 89].Подобная модель позволяет непротиворечиво объяснить закономерноеизменение формы времяпролетных кривых, наблюдающихся в пленках МДПпри увеличении энергии электронов пучка от единиц до десятковкилоэлектронвольт.66Пока максимальный пробег электронов не превышает толщиныобедненногослоя,навремяпролетнойкривойнаблюдается«горб»,образование которого обусловлено тем, что дырки выходят из обедненногослоя, где их подвижность низка, и попадают в объем, где их подвижностьзаметно выше. При определенном соотношении толщины слоя и пробегаэлектронов (а также подвижностей дырок в слое и объеме образца) горбпревращается в горизонтальное плато, создавая иллюзию установленияквазиравновесного транспорта.

На самом деле, транспорт дырок как вобедненном слое, так и объеме МДП остается неравновесным. Придальнейшем увеличении энергии электронов пучка горизонтальное платосменяетсянаклоннымплечом,котороевдальнейшемисчезает,авремяпролетная кривая принимает вид монотонно спадающей кривой безкакого либо указания на время пролета.В создавшейся ситуации представляло интерес, используя модельММЗ для двухслойной структуры образца МДП, попытаться объяснитьпостоянство времяпролетных кривых с горизонтальным плато при измененииэлектрического поля в широких пределах [34, 36], проведя сравнительныерасчеты для двух наиболее распространенных типов энергетическогораспределения ловушек по энергии: экспоненциального и гауссова.В качестве исходных значений параметров модели многократногозахвата для двухслойной структуры образца МДП выбраны такие, которыеобеспечивают появление горизонтального плато на времяпролетных кривыхв типичных условиях лабораторного эксперимента (толщина слоя МДП L =20 мкм, электрическое поле F0 = 2×107 В/м, температура T = 290 К) [17].Параметры ММЗ-э и ММЗ-г для объема образца МДП близки к таковым для30% ДЭГ: (см.

табл. 3.3) [9, 10]. Именно этот МДП использован в работеШайна и др. [102]. Толщина обедненного приповерхностного слоя ( d ) изоны генерации носителей заряда ( l ), так же, как и отношениемикроскопических подвижностей дырок (подвижных носителей заряда) в67объеме и обедненном слое R  0 / 0 подобраны в ходе предварительныхрасчетов [9-11] для обеспечения горизонтального плато на времяпролетныхкривых (их значения также приведены в табл. 3.3) и удовлетворительногосогласия с экспериментальными данными. Коэффициент  PF в соответствиис экспериментальными данными, полученными в работе [102], принятравным 0.39 (мкм/В)1/2.

Характеристики

Список файлов диссертации

Транспорт носителей заряда в молекулярно допированных полимерах
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее