矽中電子漂移速度和電場強度圖-tft每日頭條

調整有機半導體的能量水平，來自德累斯頓大學應用物理與光子材料集成中心(IAPP)和先進電子德累斯頓中心(cfaed)的物理學家，以及來自圖賓根、波茨坦和美因茨的研究人員，能夠證明有機半導體薄膜中的電子能量是如何被靜電力調諧的。由模拟支持的一系列不同實驗能夠使分子構建塊，對載流子施加特定靜電力的影響合理化，其研究成果發表在《自然通訊》上。

矽中電子漂移速度和電場強度圖（電子激發态和電荷輸運能級）1

在基于有機半導體的電子器件如太陽能電池、發光二極管、光電探測器或晶體管中，電子激發态和電荷輸運能級是描述其工作原理和性能的重要概念。然而，與傳統的無機半導體(如矽芯片)相比，對應的能量學更難以獲取和調整，這是一個普遍的挑戰。

這既适用于測量，也适用于外部控制的影響。一個調諧旋鈕利用了長程庫侖相互作用，這在有機材料中得到了增強。本研究探讨了有機材料中電荷輸運能級和激子态能量與共混組分和分子取向的關系。

矽中電子漂移速度和電場強度圖（電子激發态和電荷輸運能級）2

激子是通過光吸收在半導體材料中形成的電子和空穴的束縛對。是由不同有機半導體材料組成的混合物，研究結果表明，通過調整單個分子參數，即分子在pi堆積方向上的四極矩，可以調節有機薄膜的能量學。一個電四極可以由兩個正電荷和兩個同樣強的負電荷組成，它們形成兩個相對相等的偶極子。在最簡單的情況下，四個電荷交替地排列在正方形的角上。

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研究進一步将有機太陽能電池的光電電壓或光電流等器件參數與四極矩聯系起來。這一結果有助于解釋基于新型有機材料的，有機太陽能電池器件效率的最新突破。由于所觀察到的靜電效應是有機材料的一般性質，包括所謂的“小分子”和聚合物，可以幫助提高所有類型有機器件的性能。有機半導體器件的功能主要取決于分子能量，即電離能和電子親和能。然而，薄膜的電離能和電子親和能值對薄膜的形貌和組成非常敏感，因此預測它們具有挑戰性。

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在對鋅酞菁及其氟化衍生物的組合實驗和模拟研究中，作為純膜中分子取向或共混物中混合比的函數電離能變化與沿π-π-的分子四極組分成比例。将這些發現應用于有機太陽能電池，并演示了如何調整靜電相互作用，以優化電荷轉移态在供體-受體界面和自由電荷載流子産生的離解勢壘能量。其他材料的界面能與四極矩之間的相關性得到了證實，這表明界面能與小分子和聚合物之間的關系。