研究目的
为了探究模型电子给体/受体体系中的电荷转移过程,并研究P3HT聚合物链的振动诱导聚集(VIA)处理对界面电荷转移的影响——这对优化光电器件性能至关重要。
研究成果
通过VIA处理P3HT聚合物链可增强分子有序性和结晶度,从而因载流子迁移率提升和表面复合抑制而降低AZO/P3HT界面的接触电阻。这表明结构排列优化能显著增强光电器件中的电荷转移,对界面工程和器件性能具有启示意义。
研究不足
该研究未充分阐明P3HT链在界面与沟道区域的结构性排列差异。接触区与沟道区域的形貌差异未作详细分析。阈值电压对超声处理不敏感的假设可能并非普适,且虽提及温度对VIA恢复的影响但未深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用传输线法(TLM)测量AZO/P3HT/AZO结构的接触电阻,通过超声处理(VIA处理)系统改变P3HT分子有序性。运用Scott和Malliaras的理论模型关联注入电流与迁移率。
2:样品选择与数据来源:
使用浓度为2.5 mg/mL和10 mg/mL的P3HT氯仿溶液,超声时间从5分钟至2小时不等。在带有SiO2栅介质层的Si衬底上溅射AZO薄膜。
3:5 mg/mL和10 mg/mL的P3HT氯仿溶液,超声时间从5分钟至2小时不等。在带有SiO2栅介质层的Si衬底上溅射AZO薄膜。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括AZO沉积用溅射系统、超声仪(200 W)、旋涂机、光刻装置、光学吸收分光光度计、掠入射X射线衍射仪(GIXD)用于结晶度分析、空气环境光电子能谱(PESA)测定HOMO/LUMO能级、以及用于迁移率测量的场效应晶体管(FET)器件。材料包含P3HT、氯仿、AZO靶材(含3 wt% Al2O3)、光刻胶、盐酸、丙酮、Au/Ti电极及高硼掺杂硅。
4:3)、光刻胶、盐酸、丙酮、Au/Ti电极及高硼掺杂硅。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过光刻和盐酸蚀刻对溅射的AZO薄膜进行图案化。P3HT薄膜由溶液旋涂制备,部分样品经VIA处理超声。制备FET器件测量迁移率。通过改变沟道长度并测量电流-电压曲线执行TLM,推导接触电阻和面电阻。采用分光光度法、GIXD、PESA和FET测量进行光学、结构和电学表征。
5:数据分析方法:
运用TLM方程提取接触电阻和面电阻。根据转移特性曲线计算FET迁移率。理论预测将接触电阻与迁移率相关联,并采用统计分析验证超声时间的趋势。
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sonicator
200 W
To apply vibration-induced aggregation (VIA) treatment to P3HT polymer chains in solution.
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spectrophotometer
To measure optical absorption spectra of P3HT solutions and films.
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grazing incidence X-ray diffractometer
GIXD
To measure crystallinity of P3HT films.
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photoelectron spectroscopy in air
PESA
To measure HOMO and LUMO levels of P3HT films.
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field-effect transistor
FET
To measure charge transport properties and mobility of P3HT films.
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sputtering system
To deposit AZO films onto substrates.
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spin coater
To coat P3HT films and photoresist.
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