[發(fā)明專利]阻抗譜法確定有機(jī)半導(dǎo)體厚度依賴的遷移率方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610025150.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN105548267B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐超;翟文娟;竇國(guó)生;徐慧;邱少亞;劉瑞蘭;戎舟;姜兵;龐宗強(qiáng);黃維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/02
• 分類號(hào): G01N27/02
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種阻抗譜法確定有機(jī)半導(dǎo)體厚度依賴的遷移率方法，其特征是該方法在小信號(hào)擾動(dòng)下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立理論模型；

步驟1.制備測(cè)量遷移率的多個(gè)厚度在50nm-800nm中的單載流子器件，結(jié)構(gòu)為：陽(yáng)極/有機(jī)層/陰極；測(cè)量空穴遷移率時(shí)要求陽(yáng)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(cè)量電子遷移率時(shí)要求陽(yáng)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(duì)器件施加小交流電壓信號(hào)，振幅為25mv，頻率范圍為20～10⁶Hz，并加載在1～10V正向直流偏壓，測(cè)量器件的阻抗虛部ImZ和實(shí)部ReZ；

步驟3.采用粒子群算法擬合阻抗的虛部ImZ和實(shí)部ReZ，得出載流子遷移時(shí)間τ_dc，進(jìn)而根據(jù)公式μ_dc＝d²/(τ_dcV)計(jì)算出不同厚度下載流子遷移率μ_dc，做出厚度與遷移率的關(guān)系圖，其中d為待測(cè)有機(jī)層厚度，V為加載在有機(jī)層上的電壓，

步驟4.晶體衍射實(shí)驗(yàn)XRD排除薄膜表面形貌與結(jié)晶對(duì)遷移率的影響，

步驟5.根據(jù)Poole-Frenkel方程，擴(kuò)大電場(chǎng)范圍，得到更多種厚度下的遷移率，并在500(V/cm)^1/2電場(chǎng)，200nm厚度下有個(gè)交點(diǎn)，在界面厚度為1-10nm，在500(V/cm)^1/2電場(chǎng)，分別做出幾種厚度下的界面厚度比例與遷移率的關(guān)系；

所述在小信號(hào)擾動(dòng)下，基于空間電荷限制電流理論SCLC，建立理論模型，是建立單載流子注入、無陷阱時(shí)的理論模型：

其中，Ω＝2πfτ_dc＝ωτ_dc，Ω為標(biāo)準(zhǔn)化頻率，為標(biāo)準(zhǔn)化遷移率；τ_dc、μ_dc分別為只有直流偏壓時(shí)的空穴遷移時(shí)間和空穴遷移率，Z為器件阻抗；A為器件的有效面積，d為有機(jī)層厚度，ε為待測(cè)有機(jī)半導(dǎo)體的介電常數(shù)，i為虛數(shù)單位,色散參數(shù)M、α。