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有机半导体器件电容性质的研究

李诺  
【摘要】:有机半导体是近年来科学研究和产业开发方面最具有应用潜力的研究领域之一。本论文的研究对象是有机半导体器件的电容特性,其中最主要的是研究有机电致发光器件(OLED)的电容-电压特性和电容-频率特性。主要的研究内容有:器件的电容大小与发光强弱之间的联系及其机理,负电容现象与器件发光的关系及其形成机理,利用器件的瞬态放电过程测量器件电容的方法。 具体包括以下两方面的工作: 1.发光层中不同位置掺杂器件的电容特性研究:我们在多层OLED的有机发光层的不同位置上,掺杂相同浓度相同厚度的客体染料分子,然后利用测量导纳谱的方法研究上述器件的电容-电压(C-V)关系和电容-频率(C-F)特性。同时,我们也测量了掺杂器件的电流-电压-发光(I-V-B)和电致发光光谱等光电特性。这些实验结果帮助我们给出了OLED电容与器件发光强度之间的关系,并且提供了分析负电容现象的可能性,使得我们能够对负电容现象的机理和它与器件发光之间的联系给出一个合理的解释。另外,为了验证我们所得到的结论,我们又制备了另一批与原先的掺杂浓度不同的掺杂器件。通过对这批器件的测量,验证了先前得到的结论的正确性。 2.建立基于器件瞬态放电过程的电容测量方法:利用对不同厚度的单有机层单极性器件在放电过程中的电压-时间演化关系和器件的电流-电压特性的分析,结合单层器件的等效电路模型和RC并联电路的放电理论,推算出器件的电容-电压关系。由此,我们建立了一种全新的研究器件电容-电压关系的测量方法。另外,针对新方法所测得的单层器件C-V特性曲线所表达出来的特征,我们利用空间电荷分布电容与器件几何电容随端电压变化的特性,对此作了合理的说明。


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