Effect of doping of zinc oxide on the hole mobility of poly(3-hexylthiophene) in hybrid transistors
研究了基于有机聚合物聚3-己基噻吩（P3 HT）和无机氧化锌的混合场效应晶体管。在这份报告中，我们提出的第一个研究混合晶体管采用一个聚合物传输层。溶胶-凝胶处理的ZnO通过Al掺杂在0.8和10原子%之间进行改性，这允许氧化锌性质即电子迁移率和形态的系统变化。随着掺杂水平的增加，我们一方面观察到电子迁移率降低了两个数量级，另一方面掺杂强制执行的氧化锌层，使P3 HT渗透到无机基质的形态变化。X射线反射率（XRR）测量证实了这种显着的变化，在界面形态的各种掺杂水平。我们表明，掺杂的ZnO是一种工具，以调整ZnO/P3 HT混合的电荷传输，使用一个单一的注入金属（金底部接触）的二氧化硅电介质。我们观察到的氧化锌层上的空穴迁移率在P3 HT，我们可以修改通过Al掺杂的ZnO的影响。因此，在具有2at.%掺杂的混合体系中，最大空穴迁移率为5e-4cm^2/Vs。Al掺杂。5at.% Al掺杂导致有机/无机混合系统中的平衡迁移率，但由于高截止电流，也导致小的开/关比。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Improvement of the poly-3-hexylthiophene transistor performance using small molecule contact functionalization
我们展示了一种方法，以改善聚-3-己基噻吩场效应晶体管通过修改单层厚的并五苯醌（PQ）或萘（NL）的金接触。PQ和NL夹层的有效接触电阻分别降低了2倍和16倍。观察归因于不同的注入势垒在金属-有机界面所造成的功能化和一个额外的隧道势垒提高开/关比。该势垒在190 K以下产生37 meV（NL）和104 meV（PQ）的活化能，其小于未官能化的117 meV。
2009-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impedance measurements in undoped and doped regioregular poly(3-hexylthiophene)
区域规则的聚（3-己基噻吩）的半导体性能的特征在于阻抗测量，从40 Hz至100 MHz。X-射线衍射显示存在有序和无序区域。通过Nyquist图对阻抗数据的分析显示出两个半圆弧，并且其尺寸被直流偏压减小。此外，光和化学掺杂的载流子变化改变了电弧的形状和大小。拟合的数据和等效电路显示相当大的变化，在电阻，电容和恒相元件参数的载流子密度的增加。载流子密度的增加减少了有序区域的弛豫时间，并且在无序区域中不会改变太多。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unraveling the chromophoric disorder of poly(3-hexylthiophene)
共轭聚合物的光谱宽度使这些材料在有机光伏应用中比其他分子化合物具有明显的优势，并且是最近效率超过10%的关键因素。但是，为什么激子跃迁，这是固有的狭窄，导致吸收在这么宽的波长范围摆在首位？使用单分子光谱学，我们解决这个基本问题的模型材料，聚（3-己基噻吩）。窄的零声子线从单一的发色团被发现散射超过200纳米，一个前所未有的不均匀的扩大映射合奏。溶液和体膜之间的巨大红移是由于能量转移到高度有序形态的塌陷聚合物链中能量最低的发色团。我们建议，发色团的极端充满活力的障碍是结构的起源。这种在单一发色团水平上的结构无序实际上可能使在块状膜中发现的高度聚合物链有序化成为可能：结构有序和无序对于器件中的材料物理学都是至关重要的。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High thermoelectric power factor of poly(3-hexylthiophene) through in-plane alignment and doping with a molybdenum dithiolene complex
在这里，我们报告了一个记录的热电功率因数高达160 $μ$ W m-1 K-2的共轭聚合物聚（3-己基噻吩）（P3 HT）。该结果是通过将薄膜的高温摩擦与使用具有高电子亲和性的大的钼二硫杂环戊烯p型掺杂剂结合来实现的。化学掺杂的样品与电化学氧化的材料的UV-vis-NIR光谱的比较揭示了10%的氧化水平，即每10个重复单元一个极化子。高功率因数的出现是由于电荷载流子迁移率的增加，因此沿摩擦方向的电导率增加。我们的结论是，P3 HT，其易于合成和出色的加工性能，不应排除作为一个潜在的热电材料。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic Excitations and Insulator-Metal Transition in Poly(3-hexylthiophene) Organic Field-Effect Transistors
我们对聚3-己基噻吩（P3 HT）中的电荷注入进行了全面的理论和实验研究，以确定该系统中最可能发生金属-绝缘体转变的情况。我们计算了P3 HT中极化子和双极化子晶格的光吸收频率。我们还分析了三种可能的情况下，第一或第二阶金属-绝缘体过渡可以发生在掺杂P3 HT的电子激发。这些理论方案进行了比较，从P3 HT薄膜场效应晶体管（FET）的红外吸收光谱的数据。我们的测量和理论预测表明，在P3 HT FET中的电荷诱导局域态是双极化子，并且在我们的实验中达到的最高掺杂水平接近一阶金属-绝缘体转变所需的水平。
2006-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Infrared and photoelectron spectroscopy study of vapor phase deposited poly (3-hexylthiophene)
聚（3-己基噻吩）（P3 HT）是热蒸发和真空沉积。红外光谱被用来确认的薄膜确实是P3 HT，并表明，原位热蒸发提供了一个可行的途径，无污染的表面/界面分析的P3 HT在超高真空（UHV）的环境。利用紫外光电子能谱学（UPS）和X射线光电子能谱学（XPS）研究了超高真空下在干净的多晶银（Ag）表面气相沉积的P3 HT薄膜的前线轨道和芯能级。UPS光谱能够确定聚合物/金属界面处的真空位移、价带最大值（VBM）和覆盖膜的能带能量。的P3 HT真空水平下降，相反，下面的Ag作为膜厚度的增加。XPS和UPS的数据证实了在高覆盖率的聚合物的化学完整性（化学计量），以及随着膜厚度的增加的C 1 s和S 2 p结合能峰和二次电子边缘的移位，表明带弯曲存在于P3 HT/Ag界面处，并且所测量的价带的起始相对于费米能级约为0.8 +- 0.05 eV。
2011-05-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Oxygen doping of P3HT:PCBM blends: Influence on trap states, charge carrier mobility and solar cell performance
采用电流-电压、热刺激电流（TSC）和线性升压电荷提取（CELIV）测试技术研究了氧对P3 HT：PCBM（聚3-己基噻吩：[6，6]-苯基C61丁酸甲酯）太阳电池性能的影响。暴露于氧导致载流子浓度提高和载流子迁移率降低。此外，观察到更深陷阱的增强形成，尽管发现陷阱的总体密度不受氧气暴露的影响。借助宏观模拟，通过求解一维Poisson方程、连续性方程和漂移扩散方程组，研究了载流子迁移率降低和载流子密度增加对太阳能电池主要参数的影响，与实验结果一致.
2010-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Alterations in Conformations of Poly(3-hexylthiophene) on Au(111) Induced by Annealing
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg（弗莱堡大学）；Université de Haute-Alsace（上阿尔萨斯大学）；CNRS, Institut de Science des Matériaux de Mulhouse（法国国家科学研究中心，米卢斯材料科学研究所）
研究聚(3-己基噻吩)链在Au(111)表面能量景观中的行为，退火温度影响链构象，通过热能与表面拓扑调控聚合物结构。
2026-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Resistive-Switching Dynamics in Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) Thin Films under Perforated Bottom Electrode
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
研究多孔底电极对P3HT薄膜电阻开关机制的影响，发现金属丝形成和焦耳加热导致电阻开关行为，包括正偏压下的SET和负偏压下的RESET过程。
2026-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Slow polymer dynamics in poly(3-hexylthiophene) probed by muon spin relaxation
利用μ子自旋弛豫研究P3HT的慢分子动力学，发现μ子形成自由基和反磁性态，通过谱密度函数分析弛豫率，结果与NMR一致，标志着μSR方法在聚合物动力学中的里程碑。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge Carrier Concentration and Temperature Dependent Recombination in Polymer Fullerene Solar Cells
我们对聚（3-己基噻吩）：[6，6]-苯基-C_（61）丁酸甲酯异质结太阳能电池进行了温度依赖的瞬态光伏和光电流测量。我们发现了一个强烈的载流子浓度和温度依赖的朗之万复合前因子。所观察到的复合机制进行了讨论，在双分子复合。实验结果进行了比较与载流子提取线性增加电压（光CELIV）的测量上完成的相同的共混体系。我们解释的载流子动力学，下面的表观顺序大于2，在高斯态密度的尾部状态的动态捕获的电荷。
2009-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Transport and Spectroscopic Studies of the Effects of Fullerene Structure on the Efficiency and Lifetime of Polythiophene-based Solar Cells
对于含有聚合物聚的太阳能电池共混物，观察到了功率转换效率和紫外-可见吸收光谱的时间依赖性测量（3-己基噻吩-2，5-二基）（P3 HT）与两种不同的官能化C60电子受体分子：市售的[6，6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）或[6，6]-苯基C61丁酸十八烷基酯（PCBOD）。效率被发现以指数时间依赖性衰减，而光谱特征显示饱和指数行为。从这两种类型的测量中提取的时间常数显示出从相同共混物生产的样品的合理一致性。与PCBM样品相比，PCBOD共混物的稳定性显著增强，而吸收和功率转换效率均降低。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of electronic trap states in organic photovoltaic materials by current-based deep level transient spectroscopy
利用基于电流的深能级瞬态谱研究了聚（3-己基噻吩-2，5-二基）（P3 HT）、[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯（PCBM）以及P3 HT：PCBM共混体系的陷阱态.得到的光谱显示陷阱的87毫电子伏的活化能在纯P3 HT和21毫电子伏的PCBM。该混合物显示出一个复杂的发射速率谱，由几个不同的发射速率带组成，发射速率范围在（0.1-30）s^-1之间，产生的激活能在30 meV到160 meV之间。
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Twist glass transition in regioregulated poly(3-alkylthiophenes)s
采用傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）、固体$^{13}$ C核磁共振（NMR）和差示扫描量热法（DSC）研究了区域调控聚3-丁基噻吩（P3 BT）、聚3-己基噻吩（P3 HT）和聚3-十二烷基噻吩（P3 DDT）的分子结构和动力学.在DSC测量中，在P3 BT中在340 K附近获得吸热峰，并且根据FTIR、$^{13}$ C交叉极化和魔角旋转（CPMAS）NMR、$^{13}$ C自旋-晶格弛豫时间测量和仅中心带交换检测（CODEX）测量的结果，将其归因于源自结晶相中噻吩环扭曲的玻璃化转变的焓弛豫。我们将这种转变定义为{ \it扭转-玻璃化转变}，这类似于塑性晶体-玻璃化晶体转变。
2006-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Concentration-dependent mobility in organic field-effect transistors probed by infrared spectromicroscopy of the charge density profile
我们表明，红外成像的电荷密度分布在有机场效应晶体管（FET）可以探测传输特性，这是难以访问的传统的接触式测量。具体而言，我们进行实验和建模的聚（3-己基噻吩）（P3 HT）FET中的电荷注入的栅极绝缘体的电阻相对较低的影响的红外光谱。我们的结论是，P3 HT的迁移率具有幂律密度依赖性，这是一致的激活输运在无序诱导的态密度的尾巴。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Inversion of oxygen potential transitions at grain boundaries of SOFC/SOEC electrolytes
固体氧化物燃料/电解质电池（SOFC/SOEC）是将能量在化学形式和电形式之间进行逆向转换的电池。然而，电解质降解发生更严重的SOEC比SOFC在长期运行。通过求解输运方程，我们发现在多晶SOFC/SOEC电解质的晶界处存在非常大的氧电势梯度和急剧的氧电势转变。令人惊讶的是，确定了氧势转变的反转，这表明了次要电子载流子的根本不同的传输机制。这些发现对于理解和消除SOFC/SOEC在实际应用中的降解至关重要。
2018-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Impact of nongeminate recombination on the performance of pristine and annealed P3HT:PCBM solar cells
采用瞬态光电压（TPV）和电压依赖电荷提取（CE）测量方法对聚（3-己基噻吩）（P3 HT）：[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯（PCBM）体异质结太阳能电池进行了研究，分析了太阳能电池在原始和退火条件下性能的局限性。根据开路条件下确定的载流子衰减速率和电压相关的载流子密度n（V），可获得器件的非对数损耗电流jloss。我们发现，单独的jloss足以描述整个操作范围内的j-V特性，对于退火的以及之前尚未示出的较低性能的原始太阳能电池。即使在300 K至200 K的温度范围内，发现nongeminate复合是占主导地位的，因此，性能限制损失过程。因此，在所研究的电压范围内，电荷光生作用与电压无关。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Variable-range-hopping conduction processes in oxygen deficient polycrystalline ZnO films
我们采用射频溅射沉积法制备了贫氧多晶ZnO薄膜。为了系统地研究这些样品中的电荷传输机制，在从300 K到液氦温度的宽温度范围内测量了电介电常数。我们发现，低于约100 K，可变范围跳跃（VRH）导电过程支配的电荷输运性质。特别地，Mott VRH传导过程在较高温度下占主导地位，而在较低温度下交叉到Efros-Shklovskii（ES）VRH传导过程。交叉发生在温度高达几十开氏度。此外，电阻率的温度行为在整个VRH导电制度从莫特型ES型过程中可以很好地描述了一个普遍的标度律。
2017-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Nature of the Monoclinic to Cubic Phase Transition in the Fast Oxygen Ion Conductor La2Mo2O9 (LAMOX)
La_2Mo_2O_9（LAMOX）是一种快氧离子导体，其氧离子电导率可与氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）相媲美。LAMOX在约580 ℃下经历从非导电单斜晶型到高导电立方晶型的结构相变。在立方LAMOX的电导率的起源已被认为是由于“无序”的O亚晶格没有任何洞察到的氧离子的实际分布。本文应用中子原子对分布函数（PDF）分析方法，证明了LAMOX立方多晶相的局域结构与单斜相的局域结构完全相同，从而表明结构相变实际上是氧缺陷从静态分布到动态分布的转变。这项工作代表的第一个应用程序的原子对分布函数分析研究的氧快氧化物离子导体，并清楚地表明，更可靠和详细的描述其局部结构，特别是在高导电相，并可以导致更好地理解的结构-性能的相关性，这是设计新的和优化的功能材料的出发点。
2007-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Formation of Lattice Vacancies and their Effects on Lithium-ion Transport in LiBO2 Crystals: Comparative Ab Initio Studies
本研究采用密度泛函理论（DFT）探讨了硼和氧空位对LiBO2多晶型物锂离子输运的影响，发现硼空位能显著降低锂迁移能垒并提高离子电导率，为改善LiBO2材料性能提供了新策略。
2024-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Transport in organic semiconductors in large electric fields: From thermal activation to field emission
理解有机半导体在大电场中的电荷输运与许多应用相关。我们提出了在短沟道的聚（3-己基噻吩）和6，13-双（三异丙基硅基乙炔基）并五苯的基础上，从室温到4.2 K的有机场效应晶体管的输运测量。近300 K的运输在这两个系统是很好地描述了热辅助跳跃与Poole-Frenkel样增强的流动性。在低温和大的栅极电压下，这两种材料中的输运变得几乎与温度无关，跨越到场驱动隧穿。这些数据，特别是TIPS-并五苯的数据表明，在考虑更奇特的物质时必须非常谨慎（例如，Tomonaga-Luttinger液体）的运输解释。
2010-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Data-driven prediction of atomic-oxygen erosion yield in polymers from bulk physical properties
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
本研究利用基于体物理性质与元素组成的回归集成模型预测聚合物原子氧侵蚀产率，在MISSE-2数据上验证，并探讨了模型局限性与地面验证问题，支持轨道数据筛选模型的进一步评估。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.space-ph
Photonic Characterization of Oxygen and Air-Annealed Zn3N2 Thin Films
采用反应射频磁控溅射法在Ar+N2气氛下制备了氮化锌薄膜。在300 °C的空气和氧气中退火1小时，XRD测量表明，薄膜具有多晶结构，具有优选的（400）Zn 3 N2取向。退火过程提高了结晶度。退火后，AFM和SEM形貌显示表面形貌和表面粗糙度没有显着变化。Zn 3 N2的直接带隙估计在1.15 - 1.35 eV的范围内，其中退火导致带隙减小。薄膜被证实为p型导电，电阻率略有增加，通过退火。光电导测量表明，沉积膜没有任何光响应，而退火膜表现出光电导。
2023-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Magnetism and Band Gap Formation in LiFePO4: Consequence of Polyanion Induced Non-planarity
氧在强关联过渡金属氧化物中起着关键的作用，因为晶场效应是决定d/f价态局域化程度的关键因素之一。在此基础上，提出了Mott-Hubbard、Charge-transfer和Slater等一系列经典机制来解释这些关联系统中的反铁磁绝缘（AFI）现象。从LiFePO 4的案例研究，通过密度泛函计算，我们证明，这些机制都不严格适用于解释AFI行为时，过渡金属氧化物具有聚阴离子，如（PO 4）3-。降低金属-氧络合物的结晶度，以稳定聚阴离子，为d/f态产生不对称的晶体场。在LiFePO 4中，该场产生完全非简并的Fe-d态，其具有可忽略的p-d和d-d共价相互作用，变得原子局域化以确保费米能级处的能隙。由于大的交换分裂，高自旋态是有利的，反铁磁结构是稳定的。对于原型LiFePO 4，独立电子近似足以获得AFI基态。包括额外的相关性测量（如Hubbard U）简单地放大了间隙，因此LiFePO 4可以优选地被称为弱耦合莫特绝缘体。
2016-03-24 cond-mat.mtrl-sci
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
Oxygen and light sensitive field-effect transistors based on ZnO nanoparticles attached to individual double-wall carbon nanotubes
半导体纳米粒子在碳纳米管上的附着是纳米技术中最具挑战性的课题之一。成功的高覆盖率连接和对电荷转移机制和光电流产生的控制开辟了新的应用领域，如高效太阳能电池和纤维增强聚合物。在这项工作中，我们研究了单个双壁碳纳米管高度覆盖均匀的ZnO纳米粒子的电荷转移。选择合成胶体程序以避免在纳米颗粒-纳米管界面处的长链配体。将所得复合材料用作场效应晶体管器件中的导电沟道，并分析了在各种条件下的光电响应。通过对电荷转移特性的研究，我们可以阐明非共价键连接的半导体纳米粒子到碳纳米管的电荷转移机理。的作用，正电荷保留在纳米粒子的门控效应进行了讨论。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Poly(1,4-anthraquinone) as an Organic Cathode Material: Simulation of Observable Bonding Properties to Li, Na, Mg, and Ca
Institute for Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心工程热力学研究所）；Helmholtz Institute Ulm (HIU)（乌尔姆亥姆霍兹研究所）；Ulm University（乌尔姆大学）；CELEST Green Energy Lab Ulm, Ulm University（乌尔姆大学CELEST绿色能源实验室）
本研究采用DFT与DFTB模拟结合恒电流测量，揭示聚(1,4-蒽醌)与Li、Na、Mg、Ca的键合机制，解释了一价离子在该有机正极材料中容量更高的原因。
2026-08-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Multi-phase semicrystalline microstructures drive exciton dissociation in neat plastic semiconductors
本研究通过时间分辨PL光谱揭示P3HT中分子量依赖的微结构（单相与两相）如何影响电荷光生与激子解离，发现两相界面无序区高度离域激子的非本征解离产率及分布与微结构密切相关。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
