Enhetsscheman. a - Schematisk tvärsnitt av enheten. b-Hot-electron transistor operation. Elektroner injiceras genom att applicera en negativ emitter-bas förspänning, och detekteras i den molekylära halvledaren. Dessa elektroner är ur jämvikt med de termiska elektronerna i basen som inte kan beskrivas med en högre temperatur. Mätningarna kan utföras antingen utan eller med externt applicerad kollektor-bas förspänning. Upphovsman:Frank Ortmann
Fysiker från Research Cluster Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) vid TU Dresden, tillsammans med forskare från Spanien, Belgien och Tyskland, kunde visa i en studie hur elektroner beter sig i sin injektion i organiska halvledarfilmer. Simuleringar och experiment identifierade tydligt olika transportregimer. Studien publicerades nu i Naturkommunikation .
Laddningsöverföringsprocesser spelar en grundläggande roll i alla elektroniska och optoelektroniska enheter. För enheter baserade på organisk tunnfilmsteknik, dessa inkluderar injicering av laddningsbärarna via metallkontakterna och laddningstransporten i själva den organiska filmen. Injektionsprocesser vid kontakterna är av särskilt intresse här eftersom kontaktmotstånden vid gränssnitten måste minimeras för optimal enhetseffektivitet. Dock, sådana interna gränssnitt är svåra att komma åt och därför ännu inte förstått så bra.
Teamet av cfaed forskargruppsledare Frank Ortmann (Computational Nanoelectronics Group), tillsammans med forskare från Spanien, Belgien och Tyskland, har nu visat i en studie att den elektroniska transportmekanismen när den injiceras i en organisk film kan beskrivas av den så kallade Marcus-hoppningsmodellen som är känd från fysisk kemi. Modellen utvecklades av den amerikanske kemisten Rudolph Arthur Marcus. Jämförande teoretiska och experimentella undersökningar identifierade otvetydigt de transportregimer som förutspås i Marcus -teorin. "De förutsägelser som härleddes av R.A. Marcus i samband med kemisk syntes på 1950 -talet, särskilt den så kallade 'inverterade Marcus-regimen', kunde bara bekräftas många decennier senare genom systematiska experiment med kemiska reaktioner. För hans viktiga teoretiska bidrag, R.A. Marcus fick Nobelpriset för kemi 1992 ", säger Ortmann.
"Nu, observationen av 'Inverterad Marcus -regionen', där en högre spänning genererar en lägre ström, lyckades för första gången i en organisk transistor, där injektionsspänningen kan styras aktivt ", Ortmann fortsätter. Detta leder till en bättre förståelse av elektroniska och optoelektroniska organiska enheter i allmänhet.
