文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
有机半导体材料电学性质及载流子浓度的计算和分析
姓名:常钊
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:孙久勋
20090401
摘要自第一个有机半导体发光器件诞生之后,有机半导体吸引了越来越多人的关注,人们采用有机共轭聚合物制成了有机电致发光管和场效应管。如今有机半导体器件已经广泛应用于各行各业之中,在汽车立体声系统、平板显示器、手机、照明等领域更是得到大规模应用。在研究进程中,提高器件的光电性能一直是我们追求的目标,而影响器件性能的关键因素便是有机半导体薄膜中的电荷输运机理。尽管人们在实验上和理论上对有机半导体材料的光电子效应和电荷输运机理进行了大量的研究,并取得了一定的研究成果,但是至今仍然没有一个统一的理论模型能对不同的有机半导体薄膜材料的电学实验数据进行较好的解释。因此,在有机半导体材料的理论模拟研究这方面,仍需进一步的研究和探索。有机半导体薄膜材料电荷输运机理中最重要的因素是电荷载流子迁移率∥,它决定了材料的导电特性,并且会进一步影响有机半导体器件的电学性能。有机材料中的电荷载流子的输运,可以看作是从一个分子团到另一个分子团的跳跃,我们可以称其为跳跃过程。对于这一输运过程,人们提出了各种各样的模型,从早期的莫特一古夸瓽匠蹋饺缃窨悸橇酥疃嘤响因素的复杂模型,大家都在寻求一种较好的理论模型来解释这一输运过程。热颂岢隽耸褂酶咚固芏饶P偷目悸橇宋露取⒃亓髯优ǘ取⒌绯∮跋煲素的电荷输运模型,用来解释和杏谢氲继灞∧さ牡绾墒湓斯獭到目前为止,这一模型能够比较好地解释有机半导体材料及其器件的乒矿特性。但是,我们注意到至今没有文献研究和讨论这些理论模型的数值模拟计算方法。因此,本文以哪P臀;。芯亢吞致哿巳绾味杂谢氲继逯械恼一类模型进行数值模拟计算。文中我们依据有机半导体的物理过程提出了以非均匀离散化和牛顿迭代法共同求解模型中的非线性微积分方程组。考虑到初始载流子浓度5奈粗P裕颐遣扇×四芰孔钚』戆延谢氲继灞∧さ绾墒湓苏庖过程的系统总能量函数化,并依据系统能量最低时系统最稳定的特点,准确地估算了5囊桓鼍贩段А8莨浪愕脑亓髯优ǘ瘸踔导扑愠龅墓た蠊叵堤匦院拖关文献中的实验数据保持了很好的一致性,再一次证明了估算结果的正确性。同时也说明了能量最小化原理在有机半导体理论研究中的适用性,这也为我们的理论模拟计算提供了一个有利的工具。最后,我们计算了甈和.
两种有机聚合物薄膜材料的各项电学性质,并分析了其电荷输运过程。计算结果对实验有一定指导意义。关键词:空间电荷限制电流非线性微积分方程载流子浓度能量最小化原理非均匀离散化摘要Ⅱ
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签名:蛆导师签名:型:叁墼躲河憷嘞耗辍日独创性声明关于论文使用授权的说明’日期:≯口口月本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第一章绪论引言二十一世纪信息技术的高速发展宣告了第三次工业革命的来临。信息的捕捉、控制、存储、传输和显示已经同人类知识的增加和生活质量的改善紧密结合在一起。以硅及其他无机半导体材料和器件为基础推出的高度集成的电子器件和计算机,进行信息获取、转换、处理及输出,是当前微电子、光电子的主流技术,这些材料及器件在速度与效率上的飞速发展及其在加工技术上的突破,使人们实现了将杂质含量降低到十亿分之一端剑佣共卧优ǘ鹊靡栽诎偻蚍种一兜玫娇刂疲庇质迪至税氲继濉⒔鹗艏熬挡牧显谘俏⒚壮叽缟系生长和刻蚀技术。目前无机半导体材料及器件还在发展之中,但发展已接近其物理极限,因而国际上已经将信息材料与器件方面的研究目光投向作为世纪信息技术载体的具有极快响应速度、极大信息容量和极高信息转化效率的新型材料及器件。发展全新的信息功能材料及器件,突破现有技术的局限,是本世纪初世界其中最重要的是信息显示技术,在人类知识的获得和生活质量的改善方面扮演着重要角色。有资料表明,人们所获取信息的%以上来自于视觉。因此,在人类同信息的所有联系媒介中,信息显示技术显得尤为重要,显示器在信息技术的发展过程中占据了十分重要位置