有机半导体场效应管中电荷输运的准二维限制效应

摘要

从Vissenberg-Matters模型出发,研究不同有机层厚度下有机半导体场效应管中载流子的输运特性.在满足一定的温度和栅极电压条件下,得出三维情况下有机半导体场效应管源漏电流随有机层厚度和栅极电压的变化关系.对基于聚噻吩乙炔(PTV)的场效应管进行数值模拟.研究结果表明:随有机层厚度的增加,源漏电流呈现饱和现象,其电荷输运主要发生在电荷积累层的几个分子层厚度内.对于可视为准二维结构的单层有机半导体场效应管,从不同于三维情况下的载流子浓度分布函数出发,得出二维情况下,源漏电流随栅极电压的关系表达式.尽管二维、三维情况下,源漏电流随栅极电压的变化规律形式上一致,但其源漏电流随栅极电压变化的幂律指数存在一定的区别,二维、三维时的幂律指数分别为T0/T和2T0/T-1,表明二维时指数对温度的依赖性较弱,二维时对电荷输运的限制效应体现在减弱迁移率对温度的依赖上.