Water permeation pathways in laminated organic single-crystal devices
为了抑制操作不稳定性，应当消除电子设备中的水渗透路径。我们研究了基于有机半导体红荧烯的层压单晶（SC）的场效应晶体管中的可能途径。水诱导的不稳定性被发现是更明显的与较厚的红荧烯SC。此外，在我们的模拟条件下，水扩散的红荧烯SC上的分子动力学计算表明，没有水分子渗透SC。这些研究结果表明，在SC/基板界面的空间是一个主导的途径。本研究清楚地表明了SC层压到底层基板上的保形性的重要性。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning the charge transfer in Fx-TCNQ/rubrene single-crystal interfaces
由两种不同的有机半导体形成的界面通常表现出大的电导率，这源于组成材料之间的电荷转移。驱动电荷转移和确定其大小的精确机制仍然是巨大的未探索，并没有微观理解。为了开始解决这个问题，我们已经进行了系统的研究，高度可再现的单晶界面的基础上红荧烯和Fx-TCNQ，一个家庭的分子，其电子亲和力可以通过增加氟含量进行调整。传输和扫描开尔文探针测量的组合分析表明，界面的载流子密度，电阻率和活化能与Fx-TCNQ晶体的电子亲和势相关，具有较高的亲和力导致较大的电荷转移。虽然运输性能可以描述一致和定量使用迁移率边缘模型，我们发现，在单粒子能带图方面的电荷转移的定量分析揭示了一个差异~ 100毫电子伏的界面能级对齐。我们将这种差异归因于已知会影响有机半导体能量学的现象，这些现象被单粒子描述所忽略，例如分子弛豫和由于屏蔽引起的带隙重整化。的Fx-TCNQ/红荧烯接口的系统行为打开了可能性，在受控条件下，实验研究这些现象。
2016-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and structural properties of thin rubrene crystallites grown on graphite
该研究通过控制初始沉积、加热与分压，在HOPG上生长高迁移率红荧烯正交相，并分析其晶体生长习性、热稳定性及光降解。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Surface doping of rubrene single crystals by molecular electron donors and acceptors
本文研究分子给体与受体对红荧烯单晶的表面掺杂效应，发现费米能级随电子转移方向移动而价带色散基本不变，证明该掺杂可在保持高迁移率的同时有效调控近表面电荷密度。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Bias-dependent Contact Resistance in Rubrene Single-Crystal Field-Effect Transistors
本文系统地研究了红荧烯单晶场效应晶体管中Ni、Co、Cu、Au和Pt电极的偏置接触电阻。我们表明，接触电阻的值的再现性强烈地依赖于金属，范围从两个因素的Ni到Au的三个数量级以上。令人惊讶的是，具有Ni、Co和Cu接触的FET表现出接触的偏置依赖性差分电导的意外再现性，一旦将其归一化为在零偏置下测量的值。这种可重复性可以使微观载流子注入过程的研究有机半导体。
2007-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the gate dielectric on the mobility of rubrene single-crystal field-effect transistors
我们已经进行了比较研究的红荧烯单晶场效应晶体管制造使用不同的材料作为栅极绝缘体。对于所有材料，获得高度可再现的器件特性。所获得的再现性允许观察到载流子的迁移率随着栅极绝缘体的介电常数的增加而系统地降低，该降低与（ε）-1成比例。这一发现表明，有机单晶场效应晶体管中载流子的迁移率是晶体/电介质界面的固有特性，并且它不仅取决于所使用的特定分子。
2004-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Threshold voltage and space charge in organic transistors
我们调查红荧烯单晶场效应晶体管，其稳定性和再现性是足够的系统地测量作为沟道长度和源漏电压的函数的阈值电压的偏移。这种位移是由于空间电荷从接触转移，并可以定量建模，而无需自由拟合参数，使用泊松方程，并通过假设红荧烯的状态密度是一个传统的无机半导体。我们的结果证明了最近对红荧烯晶体的各种实验在定量水平上的一致性，并显示了如何使用FET测量来确定微观参数（例如，载流子的有效质量）。
2009-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Optical conductivity and optical effective mass in a high-mobility organic semiconductor: Implications for the nature of charge transport
我们提出了一个多尺度模拟红荧烯晶体的红外光学性质。计算结果与实验数据吻合得很好，实验数据表明电导率谱具有非单调特征，光学有效质量较小。我们发现，在静态无序近似下，低频晶格振动产生的非局域电子-声子相互作用可以降低光学有效质量，导致更轻的准粒子。另一方面，在室温下的红荧烯晶体的电荷传输和红外光学性质被证明是由固有的热无序驱动的本地化载流子。我们的研究结果强调，在高迁移率的有机半导体中存在明显的轻载流子并不一定意味着带状传输。
2014-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Narrowing of the Electronic Bandwidths in Organic Molecular Semiconductors: Impact of the Crystal Thermal Expansion
我们报告并五苯和红荧烯晶体的电子结构计算，在不同温度下测量的实验晶体几何形状的基础上。结果是在非常好的协议与角度分辨光电子能谱学的数据表明，在这两种材料的价带和导带的宽度变得更窄，在更高的温度。我们的研究结果强烈表明，并五苯和红荧烯晶体中的热带宽变窄主要是由晶格的热膨胀引起的，而不是由极化子效应引起的转移积分的重整化。讨论了热膨胀对电荷输运性质的影响。
2012-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Finite Temperature TD-DMRG for the Carrier Mobility of Organic Semiconductors
大量的非绝热动力学研究被用来揭示有机半导体中载流子输运的本质。本文提出了一种基于“近似精确”图形处理单元（GPU）的有限温度TD-DMRG方法来计算有机半导体中载流子迁移率，该方法采用电子-声子模型，特别是红荧烯晶体，其参数由第一性原理导出.我们发现，（i）TD-DMRG是一个通用的和强大的方法，可以弥合跳跃和带图片之间的差距，涵盖了广泛的电子耦合强度;和（ii）与现实的参数，TD-DMRG是能够占实验观察到的“类带”输运行为（$\partial μ/ \partial T < 0$）在红荧烯。我们进一步研究了电荷输运的同位素效应的长期困惑，并明确地证明了负同位素效应（$\partial μ/ \partial m < 0$，其中$m$是原子质量）应该是普遍的。
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Validation of the effective masses calculated using finite difference method on a five-point stencil for inorganic and organic semiconductors
本文给出了一个在五点模板上用有限差分法从能量色散关系计算有效质量的程序。我们验证我们的代码对无机（GaAs和InP）和有机（并五苯和红荧烯）晶体。
2013-02-25 cond-mat.mtrl-sci
High charge-carrier mobility and low trap density in a rubrene derivative
我们合成、结晶并研究了在红荧烯5、11位上带有{ \em t}-丁基侧基的有机分子晶体的结构和电输运性质。观察到两种结晶变体：一种（A）与红荧烯不同，萘骨架之间的间距较大，另一种（B）与红荧烯相比，平面内结构可能非常相似。电输运性质反映了不同的结构：在后一阶段（B）中，在单晶FET上测量的12 cm $^2$ /Vs的面内空穴迁移率与红荧烯晶体中一样高，而在A阶段中没有测量到场效应。高的晶体质量，详细研究B，反映在间隙状态的密度：深能级陷阱密度低至$10^{15}$ cm $^{-3}$ eV $^{-1}$已被测量，并观察到一个指数带尾的特征能量为22 meV。垂直于分子平面的体迁移率估计为$10^{-3}$- $10^{-1}$ cm $^2$ /Vs的量级。
2007-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Unusual anisotropic response of the charge carrier mobility to uniaxial mechanical strain in Rubrene crystals
本文系统地研究了Rubrene单晶在单轴机械应变下的电荷输运，在平行或垂直于电流方向的拉伸和压缩应变下，在晶体的两个面内输运方向上。陷阱态密度保持不变。场效应迁移率作为分子间输运的基准数据，发现随着压缩应变而增加，反之亦然，其幅度为-1.5 cm 2/Vs/ %应变，与输运方向无关。一个非常显著的结果是当晶体垂直于输运方向应变时迁移率的变化。虽然这种增强可以从改进的波函数重叠定量地解释，但垂直方向上的流动性提高得更多，这与基于后期扩展和通常的泊松比的简单几何考虑相反。这一结果强调了有机分子晶体中应力引起的动力学波函数重叠变化的中心作用。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Characteristic Length Scales on the Exciton Dynamics in Rubrene Single Crystals
至于无机电子产品，有机电子产品的未来发展是由先进的器件小型化驱动的。因此，最新器件的光电行为逐渐受到局部结构环境的影响。然而，由于其固有生长或其光学特性的限制，缺乏提供基本结构-功能关系的有机半导体材料。在这项工作中，我们提出了一个系统的调查的光学状态，所谓的激子，和它们的时间演化的原型有机半导体红荧烯的时间和温度依赖的光致发光研究。这种材料提供了独特的可能性，准备良好定义的形态与可调程度的限制。通过这种方法，我们能够确认直接影响的依赖于温度的光学过程与皮秒分辨率已经为空间局域化的激发的μm长度尺度上。虽然在大块单晶体中，激子衰减动力学受热激活单线态裂变的支配，但在微晶中产生的激子被位于表面上的暗态捕获，并导致其平均寿命显著增强。我们的研究结果突出了局部环境对有机半导体中激子态及其动力学的影响。关于有机薄膜器件的空间尺寸，这种相关性和所报道的限制所产生的效应必须在进一步小型化和创新器件概念的开发中加以考虑，例如基于三重态捕获的光电池。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interlayer Thermal Conductivity of Rubrene Measured by ac-Calorimetry
用交流量热法测量了有机半导体红荧烯晶体的层间热导率。由于交流量热法是最常用的测量的热容，我们包括其扩展的讨论，用于测量薄晶体的横向热导率差的热导体，包括该技术的局限性。对于红荧烯，我们发现，层间热导率，0.7 mW/cm K，是几倍小于（先前测量）层内值，但其温度依赖性表明，层间平均自由程至少是几层。
2013-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Single-Crystal Organic Charge-Transfer Interfaces probed using Schottky-Gated Heterostructures
基于小共轭分子的有机半导体在未掺杂时通常表现为绝缘体，但是两种这样的材料的异质界面可以显示出与金属一样大的电导率。虽然电荷转移通常被用来解释这一现象，但该过程的细节和界面载流子的性质在很大程度上仍未被探索。在这里，我们使用肖特基门控异质结构探测红荧烯和PDIF-CN 2单晶之间的界面处的导电层。栅极调制电导率测量表明，界面传输是由于电子，其迁移率表现出带状行为从室温到150 K，并保持高达约1 cm 2 V-1 s-1在30 K的最佳设备。电子密度随温度的降低而线性降低，这一观察结果可以根据异质结构能带图进行定量解释。这些结果阐明了Rubrene-PDIF-CN 2界面的电子结构，并显示了肖特基门控有机异质结构在分子半导体输运研究中的潜力。
2013-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Hall Transport in Organic Semiconductors
本研究建立有机半导体准粒子霍尔效应与横向输运的通用理论，模拟并四苯类晶体多输运机制，解释实验中非理想霍尔效应成因，阐明未观测到量子霍尔现象的原因，为同类研究提供框架。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reproducible Low Contact Resistance in Rubrene Single-Crystal Field-Effect Transistors with Nickel Source and Drain Electrodes
我们已经研究了红荧烯单晶场效应晶体管（FET）与镍电极的接触电阻进行缩放实验的设备的沟道长度从200 nm到300 $μ$ m。我们发现，接触电阻可以低至100 $Ω$厘米与狭窄的传播波动。为了进行比较，我们还在类似的金接触器件上进行了缩放实验，发现镍电极FET的再现性在很大程度上优越。这些结果表明，镍是一种非常有前途的电极材料，用于有机FET中低电阻接触的可重复制造。
2005-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effects of different electron-phonon couplings on spectral and transport properties of small molecule single-crystal organic semiconductors
从理论上分析了小分子单晶有机半导体的光谱和输运性质，重点是寡并苯，特别是从萘到红荧烯和并五苯的系列，旨在表明包含不同的电子-声子耦合对于准确解释原型有机半导体的性质至关重要。虽然，在红荧烯的情况下，载流子和低频分子间模式之间的耦合是足够的光谱和传输特性的一个令人满意的描述，包括电子耦合到低频分子间和高频分子内振动模式是需要考虑的温度依赖性的传输特性在较小的低聚并苯。
2014-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall effect of quasi-hole gas in organic single-crystal transistors
霍尔效应是在有机场效应晶体管中检测到的，使用适当形状的红荧烯（C42 H28）单晶。结果表明，霍尔系数的倒数为正，接近于空穴积累时的电场感应电荷量。正常霍尔效应的存在意味着表面电荷的电磁特性不是跳跃载流子的，而是类似于二维空穴-气体系统的。
2005-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Up-conversion injection in Rubrene/Perylene-diimide-heterostructure electroluminescent diodes
我们实现并演示了一个方案，允许驱动电致发光具有极低的开启电压。该器件表现得像化合物半导体，其中电致发光开启电压与光伏效应的开路电压大致相同。然而，电致发光开启电压约为发光材料带隙的一半，这不能用有机半导体中电荷注入的电流模型来解释。我们在此提出通过螺旋式两步喷射机制（螺旋喷泉）的解释。
2007-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effects of polarized organosilane self-assembled monolayers on organic single-crystal field-effect transistors
用四探针技术测量了并五苯和红荧烯单晶在极化和非极化分子单层上的表面电导率，并施加垂直电场。的自组装单层（SAM）的极化转移的阈值栅极电压，同时保持一个非常低的亚阈值摆幅的单晶器件（0.11 V/十倍）。排除寄生接触和晶界的影响后，结果表明SAM在有机单晶表面诱导的纳米级电荷注入高达~10^12 cm^-2。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of electronic transport through weakly-coupled metal/organic interfaces
使用单晶晶体管，我们已经进行了系统的实验研究，通过氧化铜/红荧烯界面的电子输运作为温度和偏压的函数。我们发现，测量可以再现定量的肖特基二极管的电子发射理论，如果偏压引起的势垒降低的影响。我们的分析强调了金属和分子之间的耦合作用，由于铜电极表面存在氧化物层，这种耦合在我们的器件中很弱。
2008-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Trap states impact photon upconversion in rubrene sensitized by lead halide perovskite thin films
使钙钛矿薄膜成为光伏应用中理想的吸收体材料的相同光学和电子性质在光子上转换器件中也是有益的。在这篇文章中，我们研究了基于甲基铵甲脒三碘化铅（MAFA）的钙钛矿薄膜的红三重态敏化。为了阐明陷阱态对自由载流子寿命的影响，我们制备了三种不同厚度的MAFA钙钛矿薄膜。通过测量在不同的激发能量密度下的光致发光特性的变化，我们发现，普遍的复合机制从单分子的较薄的膜转移到双分子的较厚的MAFA膜的复合，表明减少浅陷阱辅助复合。红荧烯的加入显示了对MAFA表面的钝化作用，但由于电荷转移到红荧烯的三重态，增加了额外的猝灭途径。我们观察到，有效的三重态-三重态湮灭的阈值随着MAFA厚度的增加而向较低的入射功率移动，这表明电荷转移到三重态与非辐射陷阱填充竞争。因此，将自由电子和空穴注入到上转换有机半导体中可以为红荧烯的敏化提供新的途径，并且可以允许我们摆脱高效激子单线态到三线态转换器的必要性。
2019-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic Structure at the Perovskite Rubrene Interface: The Effect of Surface Termination
本研究利用密度泛函理论和 GW 理论探究了不同表面终止对 MAPbI$_3$/rubrene 界面电子结构的影响，发现 PbI$_2$ 终止的钙钛矿表面能促进空穴转移，凸显了表面终止在界面性能中的关键作用。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Trap-Free Limit in Organic Single Crystal Field-Effect Transistors
晶体有机半导体，通过弱范德华力结合，表现出与无机半导体非常相似的宏观性质。虽然有许多悬而未决的问题有关的微观性质的电荷输运，最小化的陷阱态密度（陷阱DOS）是至关重要的，以阐明内在的传输机制。我们探索国家的最先进的有机晶体的限制，通过测量单晶红荧烯场效应晶体管，显示教科书一样的传输特性，表明一个非常低的陷阱DOS。特别地，晶体的高纯度和与栅极电介质的非常干净的界面反映在65 ${\rm mV / decade}$的前所未有的低亚阈值摆动中，非常接近$58.5 {\rm mV / decade}$的基本极限。从测量的亚阈值行为，我们一直量化的陷阱DOS由两种不同的方法，产生一个非常低的陷阱密度$D_{bulk} = 1 \times 10^{13}~{\rm cm^{-3}eV^{-1}}$在能量为$\sim0.62~{\rm eV}$。这些数字对应于$10^8$红荧烯分子中每eV一个陷阱。位于界面处的陷阱的等效密度为$D_{it} = 3 \times 10^{9}~{\rm cm^{-2}eV^{-1}}$，这使它们与最好的晶体${\rm SiO_2/Si}$场效应晶体管不相上下。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Switching by Oxygen Adsorption in Metal-Organic Framework Systems
在这封信中，我们解决磁化开关的氧吸附在多孔金属有机框架系统。为此，我们构造了一个简单的局域自旋模型结合的Langmuir型公式的氧吸附和研究其有限温度下的性质，使用蒙特卡罗模拟。我们成功地解释了这种现象的主要特点，如磁状态的不连续变化，磁转变温度对氧压力的敏感性，以及吸附氧中没有奇异性。基于这个模型，我们还重现了所观察到的磁转变温度的一个典型值的氧吸附能。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Predicting polaron mobility in organic semiconductors with the Feynman variational approach
本文将 Feynman 变分法从 Fröhlich 大极化子扩展到抛物带 Holstein 小极化子，并结合 FHIP 响应理论预测结晶 Rubrene 的载流子迁移率，结果与实验吻合。
2024-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Current saturation and Coulomb interactions in organic single-crystal transistors
实验研究了红荧烯单晶场效应晶体管（FET）在高载流子密度区（n ~ 0.1载流子/分子）的电子输运。在这种情况下，我们发现电流并不随载流子密度线性增加，而是趋于饱和。同时，输运活化能随着n的增加而意外地增加。我们进行了理论分析方面的相互作用Frohlich极化子，定量占我们的实验观察的一个定义良好的微观模型。这项工作对于我们理解有机场效应晶体管的电子输运具有特别重要的意义。
2008-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First principles calculations of anisotropic charge carrier mobilities in organic semiconductor crystals
采用量子化学第一性原理计算结合Marcus理论的跳跃率模型，研究了有机半导体晶体中载流子迁移率的取向依赖性及其与晶体结构的关系.一个主方程的方法，这是数值上更有效的比蒙特卡罗方法经常应用在这方面。此外，它表明，广泛使用的方法来计算的迁移率通过扩散常数随着速率方程是不合适的，在许多重要的情况下。计算结果与实验数据进行了比较，并五苯和红荧烯表现出良好的定性协议。此外，还研究了含氟苝酰亚胺的电荷传输性质。
2011-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Two channel model for optical conductivity of high mobility organic crystals
我们表明，高迁移率的有机晶体并五苯和Rubrene的电导率的温度依赖性可以定量描述的模型的框架下，载流子被散射的淬火本地杂质和相互作用的声子的Su-Schrieffer-Hegger（SSH）耦合。在这个模型中，我们提出的近似自由的流动性和光学电导率的世界线蒙特卡罗，我们推广到耦合到声子和杂质的情况下获得的结果。我们发现这些化合物中的载体动力学的指纹，不同于传统的金属和载体的动力学可以被描述为一个叠加的德鲁德长期代表扩散移动粒子和洛伦兹长期与本地化的电荷的动态。
2019-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zone-sectored organic crystals with spatially resolved exciton dynamics
本研究制备出具有分区扇形结构的正交晶相红荧烯微晶，通过多种表征技术揭示了不同扇形区域因晶胞取向差异产生的空间分辨激子动力学特性，建立了速率方程模型并提出材料基策略，为光子应用和光捕获提供新方向。
2025-07-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Substituent-Controlled Reversible Switching of Charge-Injection-Barrier Heights at Metal/Organic-Semiconductor Contacts Modified with Disordered Molecular Monolayers
研究了以苯乙撑衍生物为无序单分子层修饰的有机半导体电极界面电荷注入势垒的电刺激开关。开关行为是由DM分子的结构变化引起的，并且表现为DM修饰的Au电极/红荧烯/DM修饰的Au电极二极管的极性的可逆反转。发现开关方向主要由硫醇键合基团的推回效应决定，而末端基团调制开关强度。具有1，2-苯二硫醇DM的器件在3 V、5 V和7 V的开关电压下分别表现出20、100和1000的最高开关比。通过模型计算，估计由于施加7V而引起的苯乙撑DMs的倾斜角的变化小于23.6度。这项研究提供了一个理解，获得高度稳定的有机电子器件，特别是与分子修饰层的操作。
2016-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic charge transport on the surface of organic semiconductors
基于气隙晶体管压模的新技术能够实现红荧烯晶体表面电场诱导载流子在宽温度范围内的本征（不受静态无序支配）输运。本征运输的签名是各向异性的载流子迁移率，μ，和μ的增长与冷却。在较低的温度下，在激活制度中的各向异性消失，其中的电荷传输变得占主导地位的浅陷阱。通过X射线辐射故意引入晶体中的深陷阱增加了场效应阈值，而不影响迁移率。这些填充超过场效应阈值的陷阱不会散射移动的极化子载流子。
2004-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evaluation of molecular orbital symmetry via oxygen-induced charge transfer quenching at a metal-organic interface
模型条件下的分子薄膜通常被用作基准和案例研究，以研究金属电极表面发生的电子和结构变化。在这里，我们表明，由氧吸附引起的金属表面的改性允许保存的分子吸附层的几何形状，通过近边X射线吸收精细结构光谱，NEXAFS的手段，给访问到的分子轨道对称性的测定。作为一个典型的例子，我们利用镍四苯基卟啉分子沉积在裸露的和氧气预覆盖的Cu（100）表面上。我们发现，吸附的原子氧淬灭的电荷转移在金属-有机界面，但在相反的薄膜样品，保持有序的吸附几何的有机分子。通过这种方式，可以解开π* 和σ* 对称轨道，从而直接从实验数据估计芯能级跃迁的相对振子强度，以及评估和定位耦合系统中的电荷转移程度。特别地，我们巧妙地挑出与N 1 s跃迁到混合N 2 px，y-Ni 3dx 2-y2轨道相关的σ* 贡献，其接近于领先的π* 对称LUMO共振。
2020-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar Switching of Charge-Injection Barriers at Electrode/Semiconductor Interfaces as a Mechanism for Water-Induced Instabilities of Organic Devices
提出了一种与电极接触相关的有机电子器件工作不稳定性的机制，并通过观察在电极/有机半导体界面处的电荷注入势垒的水诱导变化来证实。空气中的水分子通过扩散渗透到有机晶体中，并且外部电场使水分子的电偶极子在电极表面取向，导致电荷注入势垒高度的偶极切换。作为开关的结果，两端Au-rubrene-Au器件的电流-电压曲线从对称变为不对称，表现出二极管式整流和二极管极性的可逆开关。该器件在3 V的开关电压下显示出最高的电流开关比267，对应于>144 meV的电极功函数变化。本文提出的机制将是重要的，特别是短沟道有机器件，这是必不可少的应用，如有机集成电路。
2020-01-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interplay between electron-phonon couplings and disorder strength on the transport properties of organic semiconductors
在极化栅控有机半导体模型中，研究了体电子-声子耦合和界面电子-声子耦合对输运性质的综合影响。虽然体电子-声子相互作用影响的行为的流动性在室温以下的相干制度，界面耦合是占主导地位的激活高$T$贡献的本地化极化子。为了改善对输运性质的描述，除了电子-声子耦合之外，还需要无序的存在。在实验相关窗口$150 K<T<300 K$中，弱无序的影响大大提高了迁移率的激活能，并在较低的电子-声子耦合值下诱导小极化子的形成。结合红荧烯有机场效应晶体管的实验数据对结果进行了讨论。
2011-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Phenomenological model for charge dynamics and optical response of disordered systems: application to organic semiconductors
我们给出了一个描述局域化无序系统中载流子低频光吸收的唯象公式。这允许提取，从实验数据上的光学电导率，相关的微观参数确定的传输特性，如载流子的本地化长度和弹性和非弹性散射时间。在这里对该通式进行了测试并应用于有机半导体，已知动态分子无序在传输特性中发挥关键作用。目前的治疗捕获的基本思想，最近提出的电荷传输的瞬态本地化的情况下，将其从直流迁移率的频域。当应用到现有的红荧烯FET的光学测量，我们的分析提供了定量的证据的瞬态本地化现象。对其他无序电子系统的可能应用进行了简要讨论。
2014-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bipolaron formation in organic semiconductors at the interface with dielectric gates
电子-声子诱导的双极化子的形成被证明是可行的，在有机半导体中的介电栅的界面处，由于与界面振动模式的载流子的耦合和体电子-电子相互作用的弱到中等强度。极化束缚态被发现是相当强大的模型与现实的强度的电子耦合到体和界面声子。交叉到近现场双极化子发生耦合值远小于那些近现场极化子，但另一方面，它引起了一个激活的行为的流动性与大得多的激活能。红荧烯场效应晶体管的结果进行了讨论。
2012-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Light-induced switching in the back-gated organic transistors with built-in conduction channel
报道了在具有内建导电沟道的背栅型有机场效应晶体管（OFFET）中观察到的光诱导电导开关。在所研究的器件中，由于红荧烯表面的自敏化光氧化，形成了内建通道。在黑暗中，背栅控制电荷从金属触点注入到内置沟道中：高电流ON状态对应于零或负背栅电压;低电流OFF状态对应于阻挡肖特基触点的正背栅电压。用短光脉冲照射处于OFF状态的OFET将装置切换到在黑暗中持续数天的ON状态。关断状态可以通过使背栅电压循环来恢复。观察到的效果可以解释为屏蔽的背栅电场的有机半导体体中的光生电荷。
2004-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact of Unintentional Oxygen Doping on Organic Photodetectors
氧等离子体是一种广泛使用的改变有机层表面性质的处理方法。该处理特别令人感兴趣的是能够从聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）的溶液沉积在有机太阳能电池或光电探测器的活性层的顶部上。然而，已知氧对有机器件是有害的，因为有源层对氧和光氧化非常敏感。在这项研究中，我们的目的是确定氧等离子体表面处理的有机光电探测器（OPD）的性能的影响。我们显示了显着降低的灵敏度，以及在设备的外部量子效率（EQE）的形状的变化。使用空穴密度和电导率测量，我们证明了由氧等离子体诱导的有源层的p型掺杂。导纳谱显示在活性有机半导体层的最高占据分子轨道上方约350 meV处形成陷阱态。进行数值模拟，以了解p型掺杂和陷阱上的OPD的电特性和性能的影响。
2017-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Crossover from Super- to Sub-Diffusive Motion and Memory Effects in Crystalline Organic Semiconductors
在Su-Schrieffer-Heeger模型下，结合精确对角化技术、蒙特卡罗方法和最大熵方法，研究了晶体有机半导体在有限温度下的输运性质。在红荧烯单晶中测得的随温度变化的迁移率数据被成功地再现：从超到亚扩散运动的交叉发生在$150 \leq T \leq 200$ K的范围内，其中平均自由程成为晶格参数的顺序和强记忆效应开始出现。我们提供了一个有效的模型，可以成功地解释吸收光谱的低频特征。所观察到的缓慢变化的电场的响应解释通过一个简单的模型，其中的载流子和晶格极化模式之间的相互作用是由一个虚拟的粒子和嵌入在粘性流体中的电子之间的谐波相互作用模拟。
2014-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The trap DOS in small molecule organic semiconductors: A quantitative comparison of thin-film transistors with single crystals
我们表明，这是可能达到的最终目标之一的有机电子学：生产的陷阱密度低的大部分单晶体的有机场效应晶体管。我们研究了小分子有机半导体的带隙（陷阱DOS）中的局域态的光谱密度，这些局域态来自于有机场效应晶体管的电学特性或空间电荷限制电流测量。这是通过比较来自大量样品的数据来完成的，所述样品包括薄膜晶体管（TFT）、单晶场效应晶体管（SC-FET）和体样品。所有数据的汇编强烈地表明，与晶界相关的结构缺陷是用真空蒸发并五苯制成的TFT中的“快速”空穴陷阱的主要原因。对于用红荧烯等小分子半导体制成的高性能晶体管，必须减少由吸附在栅极电介质表面上的水引起的偶极无序。在具有非常低的陷阱密度的样品中，我们有时观察到陷阱DOS的急剧增加非常接近（<0.15 eV）迁移率边缘，具有10-20 meV的特征斜率。它是讨论到什么程度的带加宽由于热波动的分子间转移积分反映在这个陡峭的增加陷阱DOS。此外，我们表明，陷阱DOS在TFT的小分子半导体的陷阱DOS在氢化非晶硅非常相似，即使多晶薄膜的小分子与范德华型相互作用的一方面相比，与共价键合的非晶硅在另一方面。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the underlying mechanisms for organic memory devices: Tunneling, electron emission and oxygen adsorbing
我们提出了一个结合的实验和理论研究，以了解在有机存储器件的记忆和负微分电阻（NDR）效应。我们提出的理论模型只是一个一维的金属岛阵列嵌入两个电极。我们利用散射算符方法计算电极与岛之间的隧穿电流，建立了几种器件的基本的隧穿I-V曲线。理论结果与实验结果吻合较好，可以全面理解记忆效应和负折射效应。实验对应，如改变氧气压力的实验，也被处理。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Bayesian Committee Machine Potential for Oxygen-containing Organic Compounds
Sungkyunkwan University（成均馆大学）
本文提出主动贝叶斯委员会机器（BCM）势，用于预测CHO八类含氧有机化合物，并以委员会机制兼顾大规模数据下的可扩展性、可迁移性与成本效率。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Modeling Space-Charge Limited Currents in Organic Semiconductors: Extracting Trap Density and Mobility
我们已经开发和应用迁移率边缘模型，考虑到漂移和扩散电流来表征有机半导体中的空间电荷限制电流。漂移扩散方程的数值解允许利用非对称接触来描述器件内的内建电势。该模型已被应用于从Krellner等人[Phys. Rev. B，75（24），245 - 115]的红荧烯单晶的实验电流-电压测量中提取陷阱分布的信息，显示出跨几个数量级的电流的良好一致性。虽然两个触点由相同的金属制成，但归因于沉积技术（层压与蒸发）的差异，它们之间的580 meV的能量偏移对于正确解释低电压下的电流-电压特性的形状至关重要。空穴的能带迁移率为0.13 cm 2/Vs，这与沿正交晶胞长轴的传输是一致的。深于0.1 eV的陷阱的总密度为2.2 \times × 1016 cm-3。在所获得的参数的灵敏度分析和误差估计表明，它是不可能准确地解决的陷阱分布的形状的能量深于0.3 eV或浅于0.1 eV以上的价带边缘。然而，深度超过0.3 eV的陷阱总数是可以估计的。接触不对称性和电流的扩散分量在低偏压下器件的描述中起着重要作用，并且需要获得关于深陷阱分布的可靠信息。
2011-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Density Functional Theory Meta-GGA+U Study of Water Incorporation in the Metal Organic Framework Material Cu-BTC
利用密度泛函理论在meta-GGA +U水平上研究了金属有机骨架材料Cu-BTC的吸水性，最高可达3.5 H $_2$ O/Cu离子.水分子的稳定排列显示氢键水分子的链和在高浓度下形成封闭笼的趋势。水分子团簇主要通过水-水氢键和铜-水-氧相互作用的结合而稳定。通过范德华相互作用、水-水键合的电场增强以及水与骨架氧的氢键合进一步增强稳定性。我们假设形成这种稳定簇的趋势解释了水对Cu-BTC和具有暴露金属位点的相关MOF的特别强的亲和力。
2015-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Radiation induced electronic trap states and local structural disorder in van~der~Waals bonded semiconductor crystals
在受控的X射线辐照实验中，在原型范德华键合半导体Rubrene中形成陷阱态的定量研究剂量高达82 Gy（Gy = J/kg）。约100个电子陷阱态，位于价带上方约0.3 eV处，由每个吸收的8 keV光子产生，这比1 MeV质子产生的多2-3个数量级。热退火显示，以减少这些陷阱。局域结构无序，这也被诱导的其他手段在不同的研究中，因此被确定为一个共同的起源的陷阱态的范德华键合分子有机半导体。
2016-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Sensing Without Organic Molecules: Mixed-phase TiO2 as Cost-effective Ultrasensitive Optical Sensors
Institute of Applied Sciences and Intelligent Systems, National Research Council (CNR-ISASI)（应用科学与智能系统研究所，国家研究委员会）；Institute of Sciences and Technologies for Sustainable Energy and Mobility, National Research Council (CNR-STEMS)（可持续能源与交通科学与技术研究所，国家研究委员会）；Department of Chemical Sciences, University of Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学化学科学系）；Institute of Science, Technology and Sustainability for Ceramics, National Research Council (CNR-ISSMC)（陶瓷科学与技术可持续发展研究所，国家研究委员会）；Department of Physics “Ettore Pancini”, University of Napoli Federico II（“埃托雷·潘奇尼”物理系，那不勒斯费德里科二世大学）
本研究提出以混合相TiO₂纳米颗粒为光学传感器，实现室温下30-500 ppm浓度范围的超灵敏O₂检测，相比常用方法兼具成本效益与室温低浓度检测优势。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen doping and polaron magnetic coupling in Alq$_3$ films
对有机自旋阀器件性能的物理基础的理解仍然是不完整的。根据最近的一些模型，自旋输运发生在有机半导体基本带隙内的杂质带中。这似乎被最近用La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /AlO $_x$ /Co器件进行的实验所证实。报道的结果表明，在Alq $_3$间隔层中的磁阻和可变氧掺杂之间可能存在相关性。本文通过第一性原理计算研究了Alq $_3$薄膜中O $_2$分子和离子的电子和磁性，以确定氧在La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /AlO $_x$ /Co器件中是否对自旋输运起重要作用.结论是它没有。事实上，我们表明，O $_2$分子不形成杂质带，它们之间没有磁相互作用。相反，我们认为自旋输运可能是通过Alq $_3^-$离子之间的直接交换耦合实现的。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen-related traps in pentacene thin films: Energetic position and implications for transistor performance
研究了氧对并五苯薄膜中电子陷阱态的影响。这是通过对薄膜晶体管进行门控四端测量作为温度的函数来完成的，并且从未将样品暴露于环境空气中。并五苯的光氧化被证明导致一个中心在0.28 eV的迁移率边缘的陷阱态的峰值，陷阱密度的顺序为10（18）cm（-3）。这些陷阱状态需要首先被占据，并导致自由载流子数量的减少，即自由空穴密度作为栅极电压的函数的一致偏移。此外，暴露于氧降低了迁移率边缘以上的载流子的迁移率。我们将这些输运参数的变化与基本器件参数的变化相关联，即亚阈值性能和有效场效应迁移率。这项研究支持了电荷传输迁移率边缘的假设，并有助于详细了解一个重要的退化机制的有机场效应晶体管。有机场效应晶体管中的深陷阱通过减少自由载流子的数量及其在迁移率边缘以上的迁移率来降低有效场效应迁移率。
2008-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Light Quasiparticles Dominate Electronic Transport in Molecular Crystal Field-Effect Transistors
本文报道了红荧烯单晶有机场效应晶体管积累层中可移动空穴的红外光谱研究。我们的数据表明，这些晶体管在室温下的传输和红外特性的轻准粒子在分子轨道带的有效质量m* 相当于自由电子质量。此外，从我们的实验推断的m* 值与从能带结构计算确定的那些一致。这些发现揭示了没有明显的极化子效应的证据，这与分子固体中极化子形成的共同信念不同。
2007-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High Performance Inverted Organic Photovoltaics Without Hole Selective Contact
本文详细研究了以裸露的银触点作为上电极的倒置有机光致发光器件（OPV）的功能。没有空穴传输层（HTL）的倒置OPV在环境条件下暴露后在空穴载流子选择性和功率转换效率（PCE）方面表现出显著的增益。由ITO/ZnO/聚（3-己基噻吩-2，5-二基）：苯基-C61-丁酸甲酯（P3 HT：PCBM）/Ag组成的倒置OPV仅在器件暴露于空气中超过4天时才表现出超过3.5%的功率转换效率。正如通过一系列测量得出的结论，氧气的存在对于获得完全可操作的太阳能电池设备而不具有HTL是必不可少的。此外，在湿热条件（RH=85%和T= 65 ° C）下对未包封的OPV进行的加速稳定性测试表明，不含HTL的倒置OPV表现出与参比倒置OPV相当的稳定性。重要的是，它表明，裸露的银顶部电极可以有效地用于倒置的OPV使用各种高性能聚合物：富勒烯本体异质结材料系统，展示6.5%的功率转换效率。
2016-10-31 cond-mat.mtrl-sci
The influence of impurities on the charge carrier mobility of small molecule organic semiconductors
基于小分子和聚合物的无定形有机半导体用于许多应用，最突出的是有机发光二极管（OLED）和有机太阳能电池。杂质和电荷陷阱普遍存在于大多数目前可用的有机半导体中，并限制电荷传输，从而限制器件效率。这些陷阱的微观原因以及化学性质目前还不清楚。使用多尺度模型，我们描述了杂质对小分子非晶有机半导体的态密度和电荷输运的影响。我们利用该模型定量描述了水分子和水氧复合物对电子和空穴迁移率的影响。这些物种被视为影响的状态密度的形状，并作为明确的电荷陷阱内的能隙。我们的结果表明，在广泛使用的材料中，由分子氧引入的陷阱态可以足够深以限制电子迁移率。
2020-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
