Elimination of the impact of RC constant on transient photocurrents measured in organic layers

• Autorzy: Kania S. , Kuliński J.

Warianty tytułu

PL

Eliminacja wpływu stałej RC w pomiarach fotoprądów przejściowych warstw organicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We present a calculation method for elimination of the effect of the RC constant of the measuring circuit in the time-of-flight (TOF) measurements where a pulse generation of the photocurrent in a thin layer of low-molecular organic material is exploited. Presented method allows to eliminate the influence of the component of displacement current related to dielectric losses and obtaining the actual conduction current time dependence. The method was tested on the thin layers of 1,5-dihydroxynaphthalene.

PL

Zastosowanie metody eliminacji wpływu stałej RC obwodu pomiarowego do analizy wyników pomiaru fotoprądów przejściowych płynących w cienkiej warstwie niskocząsteczkowego materiału organicznego umożliwia eliminację wpływu składowej prądu przesunięcia związanej ze stratami dielektrycznymi i uzyskanie rzeczywistego przebiegu prądu przewodzenia w funkcji czasu. Pozwala to na wyznaczenie prawidłowej wartości czasu charakterystycznego nawet dla cieńszych warstw, dla których daje się zrealizować pomiar charakterystyki stałoprądowej U-I w zakresie prądów ograniczonych ładunkiem przestrzennym. Otwiera to możliwość pełnej charakteryzacji własności elektrycznych badanego materiału organicznego przy użyciu jednej komórki pomiarowej. Możliwość numerycznego przedstawienia przebiegu przejściowego fotoprądu powinna pozwolić na badanie własności materiału metodą TOF dla uzyskania rozkładu pułapek.

Słowa kluczowe

EN

organic electronics; circuit time constant; carrier mobility; drift transport; 1,5-dihydroxynaphthalene; TOF measurements; electrical characterization; SCLC; space charge limited currents

PL

elektronika organiczna; stała czasowa obwodu; ruchliwość nośników ładunku; transport dryftowy; 1,5-dihydroksynaftalen; pomiary TOF; charakterystyka elektryczna; SCLC; prądy ograniczone ładunkiem przestrzennym

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37
• Strony: 65--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kania S.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 219, 93-005, Łódź, Poland
• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, Al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

autor

Kuliński J.

• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, Al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland
• The Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Jan Długosz University in Częstochowa, Al. Armii Krajowej 13/15, 42-218 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Karl N. 2001. Charge-Carrier Mobility in organic crystals. in: Organic Materials Conjugated Polymers and Low Molecular weight Organic Solids. Farchioni R., Grosso G. editors, Berlin Heideberg: SpringerVerlag. Part II. 283-322.
• [2] Karl N. 2003. Charge carrier transport in organic semiconductors. Synthetic Metals 133-134: 649-657.
• [3] Dou L., Jingbi Y.J., Ziruo H., Xu Z., Li G., Street R.A., Yang Y. 2013. 25th Anniversary Article: A Decade of Organic/Polymeric Photovoltaic Research. Adv. Mater. 25: 6642-6671.
• [4] Roncali J., Leriche P., Blanchard P. 2014. Molecular Materials for Organic Photovoltaics: Small is Beautiful. Adv. Mater. 26: 3821-3838.
• [5] Huha D.H., Kimb G.W., Kimb G.H., Kulshreshthab C., Kwonb J.H. 2013. High hole mobility hole transport material for organic light-emitting devices, Synthetic Metals 180: 79-84.
• [6] Fukuda K., Takeda Y., Yoshimura Y., Shiwaku R., Tran L.T., Sekine T., Mizukami M., Kumaki D., Tokito S. 2014. Fully-printed high-performance organic thin-film transistors and circuitry on one-micron-thick polymer films, Nature Comm. 5: 4147-1 - 4147-8.
• [7] Filo J., Mišicák R., Cigáň M., Weis M., Jakabovič J., Gmucová K, Pavúk M., Dobročka E., Putala M. 2015. Oligothiophenes with the naphthalene core for organic thin-film transistors: variation in positions of bithiophenyl attachment to the naphthalene, Synthetic Metals 202: 73-81.
• [8] Hawks S.A. Theory of Current Transients in Planar Semiconductor Devices: Insights and Applications to Organic Solar Cells. 2015. Phys. Rev. Appl. 3: 044014-1 - 044014-13.
• [9] Kikuchi Y., Wakamatsu T., Takahashi H., Endo I. 2003. Analysis of TOF Transient Currents Affected by Circuit Time Constants. Electrical Engineering in Japan, 143: 1-7.
• [10] Kettlitz S.W., Mescher J., Christ N.S., Nintz M., Valouch S., Colsmann A., Lemmer U. 2013. Eliminating RC-Effects in Transient Photocurrent Measurements on Organic Photodiodes, IEEE Photonics Technology Letters, 25: 682-685.
• [11] Kania S., Kuliński J. 2015. Spline interpolation for trap spectroscopy analysis for two cyclic hydrocarbons, Sci. Bull. Tech. Univ. Lodz, Physics 36: 27-38.
• [12] Ohno A., Hanna J-I., Dunlap D.H., Cabral A. 2004. Extraction of Trap Distribution in Organic Semiconductors by Transient Photocurrent. Jap. J. Appl. Phys. 43: L460-L463.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).