空穴传输材料NPB载流子输运特性研究

【摘要】在有机电致发光器件、有机太阳能电池、有机薄膜场效应晶体管的研究中,有机半导体材料中载流子的传输能力由于对器件的性能具有决定性作用而成为人们最为关心的问题之一。作为表征材料载流子电荷传输能力的特征物理量——载流子迁移率的确定显得尤为重要。然而,目前常用的多种有机半导体材料迁移率的测试方法都有其各自的局限性和特殊性,不尽如人意。本文以空间电荷理论为基础,采用本课题组所提出的从器件的电流-电压关系曲线出发经过数学演绎的方法计算有机电子学领域典型半导体材料胺类衍生物(N,N’-diphenyl-N,N’-bis(1-naphthyl)(1,1’-biphenyl)-4,4’diamine,NPB)的载流子迁移率。基于NPB载流子迁移率的测定,我们做了如下一些工作：首先,制备了以NPB为空穴传输层,分别以MoO3、CuPc和C60为阳极缓冲层的只有空穴传输的单载流子器件。通过对比它们的电流-电压关系曲线发现,M003作为空穴缓冲层的效果最优,且最佳厚度约为0.45-0.5nm。其次,选择以NPB为空穴传输层,M003为阳极缓冲层的单载流子器件,根据该器件的电流-电压关系曲线确定出电场强度在600-1000V1/2cm-1/2范围时,NPB的空穴迁移率位于1.1X10-5-3.5×10-4cm2V-1s-1之间,这与文献报导采用其他方法得到的结果接近,表明这是一种简单而有效的确定有机半导体载流子迁移率的方法。最后,制备了结构为ITO/MoO3/NPB/Ca/Al的单层器件,在外加电压作用下该器件发出明亮蓝光,亮度可达到1589cd/m2,表明NPB中不仅注入了空穴还同时通过Ca/Al阴极电极注入了电子。这一事实证明了NPB的双极性特点,也就是说NPB既可以作为空穴传输层又可以作为电子传输层。
【作者】马继晶；
【导师】吴有智；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】NPB；空穴迁移率；空穴缓冲层；有机电致发光；双极性；

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