有机半导体迁移率公式的改进及应用的研究

摘要

近些年来，有机化合物包括小分子和π-电子共轭聚合物由于在平板显示与照明领域潜在应用前景得到突飞猛进的发展。为了提高有机发光器的稳定性和效率，应使电子和空穴的注入达到平衡，这就要求电极材料的功函数与电致发光材料的能级相匹配。人们采用多层的结构在有机电致发光器件中引入电子传输层(ETL)或空穴传输层(HTL)，形成多层结构器件，有助于电子和空穴注入的平衡，电子和空穴的注入较为平衡，从而提高在发光层中的复合几率及发光量子效率。 但由于发光材料为非晶态结构，以晶态材料的能带结构理论为基础的有机发光理论存在许多不足。因此，围绕器件发光机制的理论研究是目前的一项重要课题。有机发光理论涉及载流子注入、迁移、复合、光输出等多个过程，理论研究中，很难得出问题的解析解。许多研究者在不同的简化条件下得到相应问题的数值解，从不同角度对实验结果给出了比较好的解释。利用这些简化模型，可以预测某些实验不易实现的现象，从而给材料合成和器件结构选择以理论指导。 本文主要从有机半导体的载流子迁移率入手，基于高斯模型，在前人对载流子影响因素分析的前提下，进行总结和改进，提出自己的方法和公式。 我们得到的主要结果如下： (1)对Pasveer W F等人提出的关于浓度、电场、温度的空穴载流子迁移率公式进行改进，运用高斯模型，Arrhenius关系的迁移率公式。同时我们还采用公式对具体材料进行分析，得出了与实验值非常吻合的结果。 (2)对材料中所选择的高斯宽度σ、晶格常数α、迁移率系数μ0这三个参数值进行了比较，分析产生差异的可能原因。 (3)用改进后的公式分析了NRS-PPV和OC1C10-PPV两种材料的电学性质，以及边界性条件对电场和浓度的影响。对进一步的工作有一定的参考价值。

目录

文摘

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声明

第一章 引言

1.1国内外研究历程

1.2有机半导体材料分类、结构

1.2.1有机半导体材料

1.2.2有机发光器件结构

1.3有机半导体的发光机制和基本原理

1.3.1有机发光器件的发光机制

1.3.2有机发光器件的基本原理

1.4总结

第二章 有机聚合物载流子传输理论模型

2.1研究背景

2.2空间电荷限制电流(SCLC)

2.2.1空间电荷电导的基本概念

2.2.2一种载流子注入时的空间电荷电导

2.3 Monte Carlo模型描述

2.3.1 Monte Carlo模型的物理基础

2.3.2模型参数的设立及参数选取原则

2.3.3 Monte Carlo模拟技巧

第三章 有机聚合物迁移率理论模型

3.1统一的迁移率关系模型

3.2迭代数值与公式计算比较

3.3具体运用

第四章 基于Arrhenius关系的迁移率改进模型

4.1理论基础

4.2改进迁移率模型

4.3具体运用

第五章 主要结论

致 谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果