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有机半导体中被俘获电荷引起的热激发电流瞬态变化:漂移扩散研究

 发布时间:2022-09-20 点击量:215

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主要内容

简化的物理模型不足以描述有机半导体热激发引起的瞬态电流。文中利用模拟软件Setfos进行漂移扩散模拟仿真,揭示了该物理模型的不足。热激发电流(TSC)是一种应用广泛的技术,用于评估陷阱态,通过分析抽取陷阱密度、能量和俘获率。大部分情况下,后者来自于无机半导体有关的物理模型,该模型规定空间电荷缺失或者自由电荷载流子为恒定寿命。因此,特别对于有机半导体,这些方程的有效性存在争议。在这里,我们通过使用有机半导体的代表性输入参数将经典方程拟合到从漂移扩散模拟获得的TSC数据来研究有效性范围。我们发现,慢的再俘获率和初始上升法提供了很好的陷阱参数预测。另一方面,使用峰值电流的温度方程和快速再捕获方程的有效性范围有限。漂移扩散模型的一个重要优点是可以获取局部变量,如电荷载流子密度、电场和复合。我们发现,由于来自于电极的电荷载流子的扩散,使得电极附近的一小部分陷阱即使在高温下也无法排空。此外还发现一个重要的静电因子与外部电路测量的被抽取电荷载流子和输入陷阱密度有关。对于这里使用的是均匀分布的陷阱态,这个因子恰好是2。最后,通过在漂移扩散模型中实现温度和场相关的迁移率来分析模型的扩展性。


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文献信息

Scrutinizing thermally stimulated current transients originating from trapped charges in organic semiconductors: A drift-diffusion study

Camilla Vael, Sandra Jenatsch, Simon Züfle, Frank Nüesch, and Beat Ruhstaller