1.一种阻抗谱法确定有机半导体厚度依赖的迁移率方法,其特征是该方法在小信号扰动下,基于空间电荷限制电流理论SCLC,建立理论模型;
步骤1.制备测量迁移率的多个厚度在50nm-800nm中的单载流子器件,结构为:阳极/有机层/阴极;测量空穴迁移率时要求阳极与有机层界面为欧姆接触、有机层与阴极界面阻挡电子,测量电子迁移率时要求阳极与有机层界面阻挡空穴、有机层与阴极为欧姆接触;
步骤2.对器件施加小交流电压信号,振幅为25mv,频率范围为20~106Hz,并加载在1~
10V正向直流偏压,测量器件的阻抗虚部ImZ和实部ReZ;
步骤3.采用粒子群算法拟合阻抗的虚部ImZ和实部ReZ,得出载流子迁移时间τdc,进而根据公式μdc=d2/(τdcV)计算出不同厚度下载流子迁移率μdc,做出厚度与迁移率的关系图,其中d为待测有机层厚度,V为加载在有机层上的电压,步骤4.晶体衍射实验XRD排除薄膜表面形貌与结晶对迁移率的影响,
步骤5.根据Poole-Frenkel方程,扩大电场范围,得到更多种厚度下的迁移率,并在500(V/cm)1/2电场,200nm厚度下有个交点,在界面厚度为1-10nm,在500(V/cm)1/2电场,分别做出几种厚度下的界面厚度比例与迁移率的关系;
所述在小信号扰动下,基于空间电荷限制电流理论SCLC,建立理论模型,是建立单载流子注入、无陷阱时的理论模型:其中,Ω=2πfτdc=ωτdc, Ω为标准化频率, 为标
准化迁移率;τdc、μdc分别为只有直流偏压时的空穴迁移时间和空穴迁移率,Z为器件阻抗;A为器件的有效面积,d为有机层厚度,ε为待测有机半导体的介电常数,i为虚数单位,色散参数M、α。