论文部分内容阅读
在有机发光二极管中，载流子的注入和传输特性直接影响器件的性能，由于有机半导体分子结构及其薄膜形态的多样性和掺杂体系中分子-分子之间相互作用的不同行为，使有机半导体的传输特性变得更为复杂。因此，深入系统地研究有机半导体中载流子的传输行为，对建立传输特性与器件性能的关系，改进器件性能具有非常重要的意义。本论文以掺杂和非掺杂的有机电子传输材料以及共混材料体系为研究对象，用阻抗和电流-电压特性方法系统地研究了它们薄膜中载流子的传输特性。论文的具体工作内容如下: 1.研究了不同厚度Alq3薄膜的电子传输特性。稳态电流-电压特性研究表明，Alq3薄膜的电子传输符合陷阱呈幂指数分布的空间电荷限制电流模型，总的陷阱密度约为8.6×1017 cm-3。导纳法测定的Alq3薄膜的电子迁移率(10-7～10-5cm2V-1s-1)与薄膜厚度、电场强度相关。当薄膜厚度小于150 nm时，电子迁移率随电场增强略有下降，电子呈非色散传输;当薄膜厚度等于或超过150 nm时，电子迁移率随场强增强而增大，这时陷阱对电子的俘获作用使得电子传输的色散性增强。 2.研究了Bepp2薄膜的电子传输特性。稳态电流-电压特性研究表明，在Bepp2薄膜中的电子传输符合陷阱为幂指数分布的空间电荷限制电流模型。导纳法测得的电子迁移率在10-6～10-5 cm2 V-1 s-1范围，其特性随电场强度的变化分两个区:在低电场区，迁移率随场强增加迅速增大;在高电场区，迁移率接近饱和，几乎与电场无关，使电子的色散传输性随电场的增强而减弱，说明随着电压的升高，Bepp2薄膜中的陷阱俘获了较多的电子。 3.研究了Li2CO3∶Bepp2薄膜的电子传输特性。其稳态电流-电压曲线显示了三个区:在低电场区，其斜率为1，表明电子为欧姆注入;在中等电场区，其斜率约为2，预示着电子在Li2CO3∶Bepp2薄膜中的传输为分立陷阱分布的空间电荷限制电流;在高电场区，其斜率超过了5，表明电子在Li2CO3∶Bepp2薄膜中的传输变成了陷阱呈幂指数分布的空间电荷限制电流，变温电流-电压特性得到的陷阱密度约为4.54×1017 cm-3。导纳法测得的Li2CO3∶Bepp2掺杂薄膜的电子迁移率为10-4～10-3 cm2V-1s-1，比纯Bepp2薄膜的迁移率高出2～3个数量级。掺杂机理分析表明:Li2CO3将一部电子转移到Bepp2上，降低了电子注入势垒，提高了电子迁移率。 4.研究了HAT-CN∶NPB、HAT-CN∶TAPC、HAT-CN∶CBP小分子共混体系的空穴传输特性。研究表明，HAT-CN∶NPB与HAT-CN∶TAPC共混体系的空穴传输符合无陷阱限制的空间电荷限制电流模型，空穴迁移率为～10-3cm2V-1s-1量级，随电场和温度的变化符合修正过的Poole-Frenkel模型，导纳法测定的空穴迁移率随电场强度的变化显示了相同趋势。而HAT-CN∶CBP共混体系的空穴传输符合陷阱为幂指数分布的空间电荷限制电流模型，迁移率为10-7～10-5 cm2V-1s-1，且随电场强度的变化分为两个区:在低场区，迁移率随电场强度的增加而迅速增大;在高场区，迁移率随电场强度的增加略有增大，接近饱和，表明了陷阱的俘获作用，降低了迁移率。