Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1137321), страница 2

Файл №1137321 Диссертация (Транспорт носителей заряда в молекулярно допированных полимерах) 2 страницаДиссертация (1137321) страница 22019-05-20СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Отметим основные этапы развитияисследований в этой области.В связи с запросами промышленности источником ионизации молекулсреды предстояло выступить световому излучению, что сразу ограничилокругподходящихматериаловфотопроводящимиполимерами(илихалькогенидными стеклами типа As2Se3 и аморфным Se). Из органическихматериалов выбор остановился на поливинилкарбазоле (ПВК) и егокомплексах с переносом заряда [1]. По этой же причине в качестве в качествеспособа изучения подвижности носителей заряда стали использоватьоптический метод времени пролета, совершенно отказавшись от источниковионизирующего излучения (прежде всего быстрых электронов с энергией от5 до 20 кэВ), успешно применявшихся для этой цели в материалах, необладавших фотопроводимостью [2, 3].Первые важные результаты были получены уже в 1970 г.

[4]. Былаустановлена структура энергетических уровней в ПВК при использованиизонной теории твердого тела: определен потенциал ионизации молекул ПВКв газовой фазе IG = 7.6 эВ, энергия поляризации электрона или дырки P =1.5 эВ, а также энергия образования пары электрон-дырка Ei = 4.6эВ.Выяснилось, что основными носителями заряда в этом полимере являютсядырки.

Введение дырок в полимер в цитируемой работе осуществлялиметодом фотоинжекции из металлического электрода (Au), используя дляэтой цели импульс красного света ( h  2 эВ) длительностью 10 мкс.Времяпролетный сигнал j  t после первоначального выброса выходил наплато, в дальнейшем снижаясь до нуля. Время пролета отождествляли с7моментом излома науменьшалосьсстандартнымобразомвремяпролетнойростомэлектрическогорассчитываликривой,поля.которое закономерноПоподвижность.времениФактпролетанаблюдениягоризонтального плато не получил должного рассмотрения (по всейвидимости воспринимался как должное), хотя затянутый характер спада токапосле пролета связывался с наличием в полимере разброса времен прыжковдырок вследствие некристаллической структуры аморфного полимера.Типичное значение подвижности дырок в ПВК (температуракомнатная) составило приблизительно 10-7 см2/ В с (электрическое поле 10В/мкм), а ее энергия активации оказалась близкой к 0.55 эВ.

Тот факт, чтодлительность плато могла достигать 100 мс в слабом электрическом поле, помнению авторов статьи, позволяло оценить нижнюю границу временизахвата на глубокие ловушки теми же 100 мс. Приведенные в статье данныесвидетельствуют о сильной полевой зависимости подвижности (приизменении поля от 25 до 50 В/мкм наблюдается рост подвижности почти в 2раза (толщина пленки 6 мкм).Вработе[5]использованспециальныйгенерационныйслойаморфного Se для инжекции дырок в ПВК, прием, получивший широкоераспространение в дальнейшем. Ранее полученные результаты былиподтверждены.Детальное исследование температурно-полевой зависимости дырок вПВК и его комплексах с переносом заряда проведено Гиллом в 1972 г.

[6]. Вэтой работе генерация носителей заряда производилась импульсом света(длительность 0.1 мкс,  = 290 нм) в приповерхностной области (  0.2 мкм)при толщине пленки около 10 мкм. Выяснилось, что в случае собственнойфотоионизации на времяпролетных кривых, снятых в режиме малогосигнала, излом кривой, сигнализирующий о начале выхода дырок из образцана тыльный электрод, едва заметен.

По этой причине экспериментыпроведены в режиме большого сигнала, когда на кривых появлялось слегканаклонное плато, а в некоторых случаях и горб (англ. сusp). Как мы увидим в8дальнейшем, вопрос о форме предпролетного плеча на времяпролетныхкривых окажется в центре внимания на долгие годы. Меняя массовую долюПВК и тринитрофлуоренона (ТНФ, сильного акцептора электронов),наблюдали переход от дырочной проводимости в ПВК к электронной в ТНФ.Зависимость подвижности дырок от среднего расстояния  междукарбазольными группами (в данном случае, прыжковыми центрами) имелахарактерный для прыжкового транспорта вид   2 exp( m )1при m(1.1)= 1.1  10-8 см. Это было важное наблюдение, поскольку вэто же время для описания фото- и радиационной электропроводностишироко использовалась квазизонная модель, предложенная Роузом еще в1951 г.

[7]. Вопрос о предпочтительном использовании той или инойконцепции для описания транспорта носителей заряда в неупорядоченныхтвердых телах актуален до настоящего времени.Для описания температурно-полевой зависимости подвижности какдырок, так и электронов Гилл [6] предложил известную формулу  0 exp  ( E0   F01/2 ) / kTeff (1.2)где1 / Teff  1 / T  1 / T0Здесь  0  предэкспонент, F0  электрическое поле, E0  величинапо своему смыслу близкая к энергии активации, k  постоянная Больцмана,T  температура, а  и T0 подгоночные параметры.Видно, что полевая зависимость подвижности близка к известномувыражению из теории термополевой диссоциации ловушек, заряженных висходном состоянии, т.е.

эффекту Пула-Френкеля (ПФ-эффект). Параметр оказался близким к его теоретическому значению (см. [8, 9]). Причинаподобного явления не получила объяснения, поскольку в ПВК (слабополярном полимере) появление заряженных в исходном состоянии ловушек9маловероятно. Сообщается, что в ПВК E0 = 0.65 эВ, T0 = 660 K и  0 = 0.02см2 / (В с) [6].Однаковскоревзгляднаизучаемуюсущественное изменение. Это случилосьпроблемупретерпелпосле выхода работы Шера иМонтролла [10], в которой сформулирована модель случайных блужданий внепрерывном времени (СБНВ).В рамках предложенной концепции прыжковый транспорт носителейзаряда в неупорядоченной среде отождествляется с их перескоками попрыжковымцентрам,образующимкубическуюрешетку.Учетнеупорядоченности среды достигается введением функции времен перескока (t )  t 1 , где введенный параметр  ( 0    1 ), как и сам транспорт,получили название дисперсионного (здесь t - время после начала блужданийна решетке).Применение теории СБНВ к условиям времяпролетного экспериментапозволиловскрытьосновныеособенностисильнодисперсионноготранспорта (   0.6).

Показано, что определение времени пролета в линейныхкоординатах j  t практически невозможно. Для этой цели рекомендованоиспользовать логарифмические координаты lg j  lg t , в которых допролетнаяи послепролетная ветви кривой, имеющие вид степенных функций ( tt1соответственно),асимптотическиаппроксимируются1ипрямыми,пересечение которых и определяет время пролета.

Найденная таким образомподвижность не является больше характеристикой материала, поскольку онаначинает зависеть от толщины образца и приложенного электрического поля,даже при независимости от него параметров модели. В этом случае полеваязависимость подвижности имеет вид ( L  толщина полимерного слоя)1( 1)   F0 / L  (1.3)и может оказаться весьма существенной для малых значений дисперсионногопараметра. Например, при  = 0.5 (ПВК) подвижность дырок оказывается10пропорциональнойприложенномуполю(иэтопринезависимостипараметров переноса от поля). Сравнения с ранее приведенной формулой(1.2) проведено не было.В 1976 году появилась первая научная публикация [11], посвященнаяизучениюподвижностинеупорядоченныхдопированныхдырокматериалов,полимероввновомполучивших(МДП).классеорганическихназваниемолекулярноИсследовалитранспортдыроквполикарбонате (ПК), молекулярно допированном изопропилкарбазолом(ИПК).

Если в ПВК молекулы ИПК химически связаны с углеводороднойцепью макромолекулы, то в МДП они распределены равномерно в объемеполимера-связки,образуятвердыйраствор.Общиезакономерностипрыжкового транспорта дырок в ПВК и МДП достаточно близки, чтосвидетельствует об общей природе прыжковых центров в них. Близки изначения параметра m1 .

Стандартный вид формулы (1) изменился   2 exp(2  / 0 )(1.4)где  0  2 / m . Значения  0 составили 0.12 (ПВК) и 0.15 нм (МДП).При равных молярных концентрациях карбазольных групп подвижностьдырок выше в МДП.В 1979 г. вышла в свет статья Архипова и др. [12], в которой былопоказано,чтовсезакономерностидисперсионноготранспорта,предсказанные моделью СБНВ, могут быть получены и в рамках квазизонноймодели многократного захвата с экспоненциальным распределением ловушекпо энергии (ММЗ-э). Очень важно то обстоятельство, что эта модельявляетсяимеющимимикроскопической,четкийопределяемойфизическийсмысл:0 -четырьмяэтопараметрами,микроскопическаяподвижность дырок в квазисвободном состоянии, а  0 - их время жизни дозахвата;  0 - частотный фактор термического освобождения захваченныхдырок в зону переноса и E1 - энергетический параметр распределения11ловушек.

Все четыре параметра ММЗ-э предполагались независящими отэлектрического поля. Из теории следует, что   kT / E1 . Теперь выражение(3) приобретает следующий вид:L   1    L  0F0  20 0 F0 1/L   1    L  0F0  20 0 F0  ( E1 / kT )(1.5)Соответственно, энергия активации подвижности равна 2  0 0 F0 Ea  E1 ln L(1.6)Естественно, что, как и в модели СБНВ, подвижность по-прежнему неявляется характеристикой материала, поскольку она зависит от толщиныобразца и электрического поля, при том, что ни один из параметров ММЗ-эне зависит от поля.

Это обстоятельство часто упускали из виду приинтерпретации соответствующих экспериментальных результатов.Интересные, хотя и несколько противоречивые данные получены дляПК, допированного трифениламином (ТФА). В работе [13] подразумевали,что прыжковый транспорт дырок в этой системе является неравновесным(дисперсионным), в то время как в работе [14] он считался квазиравновеснымс зависящей от поля подвижностью. Остановимся подробнее на результатахпоследней работы.

Измерения проведены в электрофотографическом режимепо спаду потенциала открытой поверхности, предварительно заряженной довысокого потенциала в коронном разряде. Инжекция дырок в образецпроизведена из генерационного слоя аморфного Se мощным импульсом света(  = 400 нм) длительностью 1.2 мкс (т.е. в режиме большого сигнала).Расчет токов разрядки потенциала поверхности выполняли в режиметоков, ограниченных пространственным зарядом. Параметр  0 составил 0.18нм (в работе [13] - 0.12 нм).

Полевая зависимость подвижности ярковыражена (в интервале полей 2-50 В/мкм она оказалась пропорциональной12полю). Энергия активации подвижности составила приблизительно 0.3 эВ.Авторы статьи не обнаружили зависимости подвижности от толщины пленкипри изменении последней в интервале от 2 до 9 мкм.Китаяма и др. [15] показали, что нормальный транспорт вмонокристаллическом триарилпиразолине сменяется дисперсионным приобратимом превращении его в стекло путем только термической обработки.Если в кристалле подвижность дырок была близка к 2  10-2 см2/ (В с) и слабозависела от поля и температуры, то в стеклообразном состоянии онаснижалась на 3-4 порядка, а полевая зависимость хорошо описываласьформулой Гилла (2) при значениях параметров E0 = 0.63 эВ, T0 = 315 K и  0= 3.6  10-5 см2 /(В с).

Характеристики

Список файлов диссертации

Транспорт носителей заряда в молекулярно допированных полимерах
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный 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