رفتن به مطلب

پویاییِ نامتقارن


azarafrooz

ارسال های توصیه شده

تواناییِ مواد در انتقالِ بارِ الکتریکی، یکی از سنجه‌های کلیدی‌ست که تعیین می‌کند آیا این مواد در کاربردهای الکترونیکی مانند پیل‌های خورشیدی و ترانزیستورها، کارآیی دارند یا خیر. به ویژه در موردِ نیم‌رساناهای آلی که به دلیلِ انعطاف‌پذیر و ارزان‌تر بودن، جایگزین‌های خوبی برای سیلیکون و ژرمانیوم هستند نیز این مطلب برقرار است. میزانِ پویاییِ ذاتیِ الکترون‌ها و حفره‌ها باید در یک نیم‌رسانای آلی یکسان باشد. اما هنگامی که این مواد در ساختِ ابزارِ الکترونیکی به‌کار گرفته می‌شوند، الکترون‌ها و حفره‌ها رفتاری نامتقارن و شگفت‌انگیز از خود به نمایش می‌گذارند. پژوهش‌گران چنین می‌پنداشتند که این رفتارِ نامتقارن به دلیلِ وجودِ ایستگاه (سایت)هایی‌ست که بارهای الکتریکی را گیرانداخته، در یک نقطه جمع‌آوری می‌کنند و به این ترتیب جریانِ الکتریکی را دست‌کاری می‌کنند. اما بنابه گزارشی که در Physical Review B به چاپ رسیده است، Gert-Jan Wetzelaer از دانش‌گاهِ Groningen هلند به همراهِ هم‌کارانش، آزمایش‌ها و محاسباتی را ارایه کرده‌اند که نشان می‌دهد انتقالِ الکترون‌ها به طورِ ذاتی بیش‌تر از حفره‌هاست. این تفاوت، به شیوه‌ی جهیدنِ بارهای الکتریکی در طولِ زنجیره‌ی پلیمری و دست‌کاریِ ساختارِ مولکولی بازمی‌گردد.

zimg_001_130.jpg

Wetzelaerو هم‌کارانش پلیمری با نامِ تجاریِ Polyera ActivInk N2200 را بررسی کردند. برای اندازه‌گیریِ میزان پویاییِ (الکترون‌ها و حفره‌ها)، لایه‌ای از این پلیمر میانِ الکترودهای موجود در ساختارِ ترانزیستورها و دیودها ساندویچ شده بود. به این ترتیب اعضای این گروه، بر خلافِ انتظارها دریافتند که پویاییِ ذاتیِ الکترون‌ها و حفره‌ها با یک‌دیگر متفاوت است. اعضای گروه برای فهمِ بهترِ این رفتار، چگونگیِ جابه‌جاییِ بارها در طولِ پلیمر را به کمکِ محاسباتِ شیمیِ کوانتومی بررسی کردند. در انجامِ این محاسبات، آن‌ها برای در نظر گرفتنِ تغییراتِ به وجود آمده در ساختارِ مولکولی و قطبشِ هسته، بر روی انرژیِ بازآرایی (reorganization energy) تاکید کردند. پارامترِ مهمِ دیگر در این محاسبات، انتگرالِ جابه‌جایی (transfer integral) بود که سنجه‌ایست برای جفت‌شدگیِ الکترون میان ایست‌گاه‌ها.

 

این محاسبات نشان داد که در موردِ این ماده، الکترون‌ها در مقایسه با حفره‌ها دارای انرژیِ بازآراییِ کم‌تر و مقدارِ انتگرالِ جابه‌جاییِ بیش‌تری هستند. این به این معناست که پویاییِ الکترون‌ها ذاتاً بیش‌تر از حفره‌هاست. نتیجه‌ی به دست آمده نشان می‌دهد که برای دست‌یابی به نیم‌رساناهای آلی که به اندازه‌ی یکسان دارای حامل‌های بار مثبت و منفی (الکترون و حفره) باشند، بهترین راه آن است که به جای بهبود بخشیدنِ روش‌های فرآوری، به دنبالِ پلیمرهایی با ساختارِ مولکولی بهینه بگردیم.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...