OBRNJENA, DEFORMIRANI PARABOLI PODOBNA ODVISNOST ELEKTRIČNEGA POLJA OD PRITISNJENE NAPETOSTI NA VMESNI PLOSKVI KOVINA/ORGANSKI POLPREVODNIK IZPELJANA Z UPORABO METODE TOKOVNE KARAKTERISTIKE - Matjaž Koželj; Bruno Cvikl (Journal of Energy Technology, 2024)
V prispevku je analizirana odvisnost tokovne gostote od pritisnjenega električnega polja j–Ea za primer dveh struktur kovina/organski polprevodnik, katerih značilnost so dobri ohmski kontakti in elektronsko prevajanje toka, pri čemer smo uporabili nedavno izpeljano enačbo za konvencionalni Mott-Gurney model dopolnjen z od nič različnim električnim poljem na vmesni ploskvi. Dokazano je, da Mott-Gurneyev zakon z vključeno empirično eksponentno odvisnostjo, kljub dobrem ujemanju z j-Ea meritvami, ne predstavlja zadovoljivo metodo za analizo podatkov. Pokazali smo, da je električno polje na vmesni ploskvi, na kateri poteka vbrizgavanje elektronov, močno odvisno od pritisnjene napetosti in tako povezano z elektronskim tokom skozi organski polprevodnik. Odvisnost električnega polja od pritisnjene napetosti je podobna obrnjeni, deformirani paraboli podobni krivulji, katere maksimum je odvisen od vrste organskega materiala. Konvencionalni Mott-Gurneyev zakon je možno uporabiti v limiti, ko električno polje na vmesni ploskvi, Eint , preseže maksimum in se potem hitro zmanjša do nule, kar se zgodi pri visokih vrednostih pritisnjene napetosti. Za razliko od trenutno veljavne razlage smo ugotovili, da se (velika) efektivna elektronska mobilnost v dveh raziskanih vzorcih ne spreminja s pritisnjeno napetostjo, pač pa je celotna efektivna mobilnost (pro-dukt efektivne mobilnosti s specifično nelinearno algebraično funkcijo Ea) odvisna od pritisnjenenapetosti. Efektivno mobilnost je možno določiti izključno pod pogojem, da se pritisnjeno električno polje spreminja v dovolj širokem intervalu. Dokazano je, da je primernost tega intervala možno preveriti s primerno uporabo izpeljanega izraza v limiti Eint ® 0. Električno polje na vmesni ploskvi katoda/organski polprevodnik Alq3, na kateri poteka vbrizgavanje elektronov, ki je odvisno od pritisnjene napetosti, ima za posledico nelinearni odziv ustrezne gostote prostih elektronov, nfree(L=200nm), na tem mestu. Podana je možnost za raziskave električnega polja na vmesni ploskvi kovina/organski polprevodnik, kjer poteka vbrizgavanje naboja, s pomočjo j–V metode.