Low Frequency Dielectric Loss of Metal/Insulator/Organic Semiconductor Junctions in Ambient Conditions
研究了金属/氧化物/并五苯薄膜结在环境条件下的复导纳。在低频率下，归因于质子扩散通过氧化物的贡献。这种扩散被证明是异常的，并且被认为也是在有机场效应晶体管中观察到的偏置应力效应的起源。在较高的频率下，两个偶极的贡献是显而易见的，归因于位于一个在有机/氧化物界面或有机内的缺陷，和其他在大块的氧化物。这两个偶极响应显示出不同的动态特性，表现在导纳的德拜贡献的形式位于氧化物中的缺陷，和科尔-科尔贡献的缺陷有关的有机。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field-modulated exciton generation in organic semiconductors: an intermolecular quantum correlation effect
采用空穴传输材料和电子传输材料的混合发光层，对有机半导体的磁致发光进行了实验调谐。提出了一个考虑分子间量子关联的理论模型，用以解释两个基本问题：（1）自旋散射和自旋混合机制分别主导了磁场调制激子产生过程中的两个不同步骤;（2）载流子的跳跃速率决定了MEL的强度。计算成功地预言了在低场作用下，单重态激子的数量增加，而三重态激子的布居数变化不大。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Encounter-Limited Charge Carrier Recombination in Phase Separated Organic Semiconductor Blends
采用动力学蒙特卡罗（KMC）模拟方法研究了有机半导体共混物中相分离对载流子限幅载流子复合的影响。使用模型体异质结的形态，对域的大小和载流子迁移率的复合率的依赖进行了量化。统一的竞争模型和模拟结果，我们表明，迁移率的复合率的依赖性可以描述使用的功率平均值的电子和空穴迁移率与域尺寸依赖的指数。此外，对于典型的有机光伏器件的域尺寸，我们发现相分离降低复合率小于一个数量级相比，朗之万模型和迁移率的依赖性可以近似的几何平均值。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation of Anti-Stokes Fluorescence in a Strongly Coupled Organic Semiconductor Microcavity
我们探讨了强耦合有机染料微腔在共振基态激发下产生的反斯托克斯荧光。我们观察到极化激元发射沿较低的极化激元分支，与我们的结果表明，这个过程涉及到激子水库的回报和吸收的热能从分子中的振动激发基态。我们推测，人口的“热”极化激元的产生增强的事实，腔抑制斯托克斯位移荧光的发射，因为它是位于积极低于腔的截止频率。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-transfer excitons in strongly coupled organic semiconductors
一维六噻吩晶格上的时间分辨和温度依赖性光致发光测量揭示了光激发到两种不同物种的固有分支：自陷激子和暗电荷转移激子（CTX; > 5%产率），半径跨越2-3个位点。显着的CTX产率的结果，由于在这些超分子纳米结构中的大的自由激子带宽（~400 meV）的Frenkel激子带的强电荷转移字符。
2009-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the role of the interface for spin injection into organic semiconductors
自旋电子学为电子器件带来了自旋自由度，而分子/有机电子学则增加了发挥化学多功能性的机会。在这里，我们展示了如何，作为常用的无机材料的竞争者，有机/分子为基础的自旋电子器件可以表现出非常大的磁阻，并导致定制的自旋极化。本文报道了（La，Sr）MnO_3/Alq_3/Co纳米磁性隧道结中高达300%的巨隧道磁电阻效应。此外，我们提出了一个自旋相关的输运模型，给出了一个新的理解自旋注入到有机材料/分子。我们的研究结果带来了一个新的见解，如何可以调整自旋注入分子工程和铺平了道路，以化学剪裁的自旋电子器件的性能。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall 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
The Role of Driving Energy and Delocalised States for Charge Separation in Organic Semiconductors
在有机光转换系统中，通过光子吸收产生的电子-空穴对必须克服库仑吸引力以实现远程电荷分离。我们表明，这一过程是通过促进激发，离域带态的形成。在我们对有机光伏电池的实验中，通过在异质结处束缚的电子-空穴对的IR光激发，这些状态在短时间（<1 ps）内被访问。原子模型表明，红外光子促进束缚电荷对离域带态，类似于那些形成后，单重态激子解离，这表明，这种状态作为电荷分离的网关。我们的研究结果表明，在有效的有机光转换系统的电荷分离，发生通过热态电荷离域，而不是能量梯度驱动的分子间跳跃。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transport in an organic semiconductor without free charge carrier involvement
我们在实验上验证了室温下小分子有机半导体Alq 3中自由载流子介导的自旋输运假说。通过相邻NiFe层的脉冲铁磁共振将自旋电流泵入该材料中，同时在Alq 3层的另一侧上相邻的Pt层中检测到经由逆自旋霍尔效应（ISHE）由该自旋电流产生的电荷电流，证实了通过Alq 3层的纯自旋电流。Alq 3中的载流子自旋态通过同时应用电子顺磁共振（EPR）随机化。没有发现EPR激发对ISHE电流的影响，这意味着Alq3中的自由电荷载流子不介导自旋输运。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Carrier Transport and Structure-property Relationship of Highly Ordered Organic Semiconductors at Two-dimensional Limit
有机场效应晶体管是有机电子学中最基本的器件单元，其基本假设之一是电荷传输在介电界面附近的前几个分子层中二维地发生。虽然体相有机半导体的迁移率已经显著增加，但由于有机半导体薄膜中的过度无序和陷阱，在二维极限中直接探测本征电荷输运是不可能的。在这里，高度有序的单层到四层并五苯晶体是通过在六方BN上的范德华（vdW）外延实现的。我们发现，电荷输运在第一导电层中以跳跃为主，但在随后的层中转变为带状。这种突然的相变是由于强烈的调制的分子堆积的界面vdW相互作用，所证实的定量结构表征和密度泛函理论计算。结构调制在第二导电层之外变得可忽略不计，导致仅〜 3 nm的迁移率饱和厚度。高度有序的有机薄膜为新的物理和器件结构（如异质结构和量子阱）提供了一个平台，这在传统的块状晶体中是不可能的。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong coupling between excitons in organic semiconductors and Bloch Surface Waves
我们报道了有机半导体中由无机多层膜结构支持的布洛赫表面波与$J$ -聚集态激子之间的强耦合。通过角分辨衰减全反射和光致发光实验研究了所产生的极化激元模的色散曲线。测量的拉比分裂为290 meV。这些结果与我们的理论模型得到的结果是一致的。
2013-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Separating hyperfine from spin-orbit interactions in organic semiconductors by multi-octave magnetic resonance using coplanar waveguide microresonators
在自旋相关的载流子复合和解离过程中，将超精细的影响与自旋-轨道相互作用分开需要在宽频率范围内的磁共振光谱。我们已经设计了紧凑和通用的共面波导谐振器的连续波电检测磁共振，并测试这些有机发光二极管。通过利用谐振器的基波和高次谐波模式，我们在单个设置中覆盖了谐振频率的近五个倍频程。与一个共同的π共轭聚合物作为活性材料的测量揭示了小的，但不可忽略的自旋-轨道相互作用的影响，这引起了随着频率的增加而扩大的磁共振谱。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comprehending robust quantum effects in organic semiconductors: Charge-transfer excitons, aggregate phonons and fractons
在室温下工作的有机半导体材料中，存在着显著的量子效应，但人们对它的认识还不够全面，而电荷转移（CT）激子通常被认为是其中的关键成分。另一个重要的物质是声子来自分子内和分子间的振动，相关的对角电子-声子耦合引起空间局域化，非对角耦合指的是电子波函数的色散。在这项工作中，我们首先提出了一个玩具模型的基础上的分形物理现象揭示的相干运动的CT激子其次是共振声子的聚集。基于该模型，描述了不同材料体系中的分级量子效应的一般情形。为了检验分形子模型是否适用于实际，我们采用自适应含时密度矩阵重整化群算法计算了CT激子的无序相关（OTOC），这是一种纠缠熵的量子动力学度量.基于有机材料中三种常用的考虑两种相互作用的现实模型，我们分别研究了CT激子和聚合声子在超快电荷转移、相干极化子跳跃和三重态对解离中的不可约作用.我们的理论将电荷、激子、自旋和声子统一到一个统一的框架中，有助于阐明有机半导体中复杂多样的量子效应。
2021-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Thickness dependence of space-charge-limited current in spatially disordered organic semiconductors
有机半导体中的电荷输运性质由两种微观无序决定，即与局域态分布有关的能量无序和与材料形态特征有关的空间无序。从一个半经典的图片，电荷输运性质是决定性的载流子迁移率和材料中的静电场分布。尽管无序对载流子迁移率的影响已被广泛研究，但无序的存在如何扭曲静电场分布及其对电荷输运的影响仍然没有答案。本文基于分数维静电理论，提出了一个空间无序有机半导体的空间电荷限制电流（SCLC）模型。我们发现SCLC的厚度依赖性与有机半导体中的空间无序有关。对于无陷阱传输，SCLC表现出修改的厚度缩放$J\propto L^{-3α}$，其中分数维参数$α$占有机半导体中的空间无序。陷阱限制和场依赖的迁移率也服从$α$依赖的厚度缩放。修正后的SCLC模型与空间无序有机半导体的实验结果吻合较好。通过将该模型应用于实验数据，可以比使用现有模型更好地准确地推导出标准电荷输运参数。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-consistent model of unipolar transport in organic semiconductor diodes: accounting for a realistic density-of-states distribution
利用有效输运能的概念，并考虑到一个现实的态密度分布，以及在有机材料中的陷阱态的存在下，在有机半导体二极管的电荷载流子注入和单极输运的自洽，平均场模型的开发。从模型产生的后果进行了讨论的基础上，氧化铟锡/有机半导体/金属导体结构的示例性。单极铟锡氧化物/聚-3-己基噻吩/铝器件的理论与实验数据的比较。
2011-03-09 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
Role of anisotropy in the Förster energy transfer from a semiconductor quantum well to an organic crystalline overlayer
本文研究了二维Wannier激子（施主）到分子晶体覆盖层Frenkel激子（受主）的非辐射共振能量转移。我们表征的有机子系统的光学各向异性对这个过程的影响。使用现实的材料参数的值，我们表明，它是可能的，以改变传输速率内通常是一个因素的两个取决于结晶覆盖层的取向。供体和受体能量的共振匹配也可以通过有机晶体取向部分地调节。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Inverse Spin Hall Effect from pulsed Spin Current in Organic Semiconductors with Tunable Spin-Orbit Coupling
有机半导体中由铁磁材料微波共振吸收引起的自旋电流的研究是自旋电子学研究的一个热点。由于OSEC固有的弱自旋-轨道耦合（SOC），其逆自旋霍尔效应（ISHE）响应是非常微妙的;受限于在连续波（cw）激发下适用的微波功率。在这里，我们介绍了一种新的方法，用于产生显着的ISHE信号，使用脉冲铁磁共振，其中ISHE是约2-3个数量级大的cw激励相比。这种强ISHE使我们能够研究各种OSEC，从具有强SOC的含有链内铂原子的π共轭聚合物，到弱SOC聚合物，到C60膜，其中SOC主要由分子表面曲率引起。脉冲ISHE技术为室温下自旋电流的有效注入和检测方案提供了一条可靠的途径，并为塑料材料中的自旋轨道电子学铺平了道路。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Dot Lattice Embedded in An Organic Medium: Hybrid Exciton State and Optical Response
我们提出了一个新的模型，通过将半导体量子点阵列嵌入到有机介质中来实现有机激子-半导体激子杂化。当每个半导体点中的激子通过多极-多极耦合与阵列中不同dto中的其它激子相互作用时，形成Wannier-Mott转移激子。由于有机分子的Frenkel激子与量子点阵列的Wannier-Mott转移激子之间的强偶极-偶极相互作用，在体系中出现了一种新的混合激子。这种混合激子既有大的振子强度（类Frenkel）又有大的玻尔半径（类Wannier）。在这两种类型的激子之间的共振，光学非线性是非常大的，可以通过改变系统的参数，如点半径和点间距控制。
1999-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional electronic spectroscopy of organic semiconductor nanostructures
本文围绕方酸染料基有机半导体纳米结构展开研究，利用其独特电子性质实现强激子-等离子体耦合混合纳米结构，首次通过10飞秒二维电子光谱开展相干耦合时域研究，发现等离子体场驱动长程相干激子传输的证据。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Raman spectroscopy probe of intermolecular vibration in high-mobility organic semiconductors under uniaxial strain
对高迁移率有机单晶半导体进行了太赫兹拉曼光谱研究，通过太赫兹拉曼光谱研究了γ点处的声子能量与外部单轴应变的关系。单轴应变下的拉曼模式的峰位移的观察表明，应用外部应变可以有效地调整分子间的振动，特别是相关的电子-声子耦合。太赫兹拉曼光谱与分子动力学模拟结合进行提供了一个深入的了解最近发现的非常大的应变对高迁移率有机半导体中的电荷传导的影响。
2019-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Control of Spontaneous Orientation Polarization in Organic Semiconductors: The Role of Molecular Structure and Film Growth Conditions
Institute of Physics, University of Augsburg（奥格斯堡大学物理研究所）
本研究探讨有机半导体中自发取向极化（SOP）的调控机制，指出可通过分子设计和薄膜生长条件控制SOP，并阐述其在有机发光器件中的应用价值。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional hole gas in organic semiconductors
量子力学限制在固态界面的高导电金属气体是探索非平凡电子态的理想平台，否则在大块材料中无法获得。虽然二维电子气（2DEG）已经在常规半导体界面中实现，但是作为2DEG的相反类似物的二维空穴气（2DHG）的实例仍然有限。在这里，我们报告的2DHG在溶液处理的有机半导体结合使用离子液体的双电层的观察。高迁移率有机半导体的分子平坦单晶用作无缺陷界面，其促进高密度空穴的二维限制。6 k $Ω$的显著低的薄层电阻和10 $^{14}$ cm $^{-2}$的高空穴气体密度导致在环境压力下的金属-绝缘体转变。在有机半导体中测量的简并空穴提供了一个广泛的机会，使用分子工程异质界面定制低维电子态。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Nature of Charge Carriers in Disordered Organic Molecular Semiconductors
无序有机分子半导体中的载流子输运是现代凝聚态物理中一个令人着迷的尚未解决的问题，同时对它们在“塑料”基场效应晶体管、发光二极管和激光器中的应用有着极其重要的意义。在这个问题上最有争议的问题是载流子的性质，即它们是裸电子还是修饰电子，称为极化子。本文首次用简单的实验证明了在无序分子半导体中，静态无序运动的极化子是载流子输运的主要原因。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic functionalization of the surface of organic semiconductors with self-assembled monolayers
分子自组装已被广泛用于金属和氧化物的表面改性，用于各种应用，包括分子和有机电子学。本研究的目标之一是了解这些表面的电子性质可以通过自组装单分子膜（SAM）进行修改。在这里，我们展示了一种新型的分子自组装：在有机半导体表面生长有机硅烷自组装膜，这导致有机材料的表面电导率急剧增加。对于具有大偶极矩的有机硅烷分子，SAM诱导的有机分子晶体的表面电导率接近每平方10^-5 S，这与超高载流子密度下有机场效应晶体管（OFFET）实现的最高电导率相当。SAM功能化的有机表面是完全可接近的环境，这使得它们非常有吸引力的传感应用。我们已经观察到，极性分子的蒸气与SAM功能化的有机半导体的相互作用导致电导率的快速和可逆的变化，与分析物蒸气的压力成比例。
2007-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Semiconductors: Control over Carrier States and Excitations in Layered Hybrid Organic-Inorganic Perovskites
对于一类基于$π$共轭有机阳离子的2D混合有机-无机钙钛矿半导体，我们定量预测如何改变有机和无机组分允许以量子阱方式控制载流子态的性质、能量和局部化。我们的第一性原理预测，大规模的混合密度泛函理论与自旋轨道耦合的基础上，表明在一个单一的混合物的有机和无机部分之间的接口可以系统地调制，使我们能够选择不同的I型和II型能级排列。电子和空穴的能级、复合性质和传输行为因此通过选择特定的有机官能化并将它们与合适的无机组分并置而变得可调。
2018-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Band Structure Engineering in Highly Crystalline Organic Semiconductors
本文研究高结晶有机半导体共混物，通过光谱和理论模拟证明电子离域对能带结构工程有显著贡献，为定制光电应用铺路。
2024-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional bimolecular recombination in amorphous organic semiconductors
本文研究具有层状结构的非晶有机半导体中载流子的二维双分子复合。我们计算的有效复合速率常数的载流子密度的依赖性，同时考虑到典型的有机半导体的相关性质的充满活力的障碍。由此产生的复合动力学表现出非常丰富的各种行为，这取决于特定半导体的相关特性和相关的电荷密度范围。
2020-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Early steps in the formation of the interface between organic molecular semiconductors and metals: a computational approach
提出了一种计算方法，用于预测模拟金属和有机分子半导体之间界面形成的早期步骤中的纳米级形态。尽管金属-分子结对于电子应用的发展具有相关性，但界面处的结构细节通常难以评估。我们的方法，基于集成的密度泛函理论与生长动力学的模拟方法，允许解开的金聚集体形成到分子材料的结构细节。模拟应用于调查的初始步骤中形成的金团簇的界面处与原型的p型和n型有机分子半导体。结果表明，金属-有机界面的形态，分子结构的细节和特殊的金属-分子相互作用之间的显着相关性，也突出了制造条件的作用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Band dispersion and electronic lifetimes in crystalline organic semiconductors
从理论上研究了晶体有机半导体（OSC）中几种微观相互作用对光电发射谱的影响。有人认为，它们的相对作用可以通过分析它们的温度和它们的动量/能量依赖性来解开。我们的分析表明，极化热带变窄，这是在OSC中的电输运的大多数理论的基础，是不一致的，在这些材料的微观参数的范围内适当。提出了一种替代方案来解释实验趋势。
2011-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature triplet state spectroscopy of organic semiconductors
有机发光器件和太阳能电池是在有机半导体中产生、操纵和破坏激发态的机器。表征这些激发态或激子对于优化显示器和太阳能收集等应用中的器件性能至关重要。如果激发态是三重态，这是复杂的，因为电子跃迁是暗的，振子强度消失。因此，三重态光谱通常必须在低温下进行，以减少来自非辐射速率的竞争。在这里，我们通过设计包含目标分子的固态宿主基质来控制非辐射率，从而允许在室温下观察磷光并减轻低温实验的限制。我们测试这些技术在广泛的材料上的功能跨越多激子产生（单线态激子裂变），有机发光器件主体材料，和热激活延迟荧光型发射器。控制目标分子周围基质中的非辐射模式也可在发光和光伏器件中具有更广泛的应用。
2013-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Reversible Switching of Charge Injection Barriers at Metal/Organic-Semiconductor Contacts Modified with Structurally Disordered Molecular Monolayers
金属/半导体界面通过电荷注入势垒的形成来控制半导体器件的操作，电荷注入势垒可以通过调节金属功函数来控制。然而，控制能力通常限于静态。我们表明，可以赋予一个动态的性质，使用电极表面改性与结构无序的分子单层的接口。界面处的势垒高度通过外部电场以可逆的方式显著改变。结果，观察到通过界面的载流子输运性质的急剧变化，例如金属/有机半导体/金属二极管的可逆极性反转。
2014-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Charge Transport in Organic Semiconductors: A Time-Dependent Multiscale Method Based on Non-Equilibrium Green's Functions
在弱相互作用的有机半导体中，静态和动态无序常常对输运性质产生重要影响。描述这些系统中的电荷传输需要一种正确考虑结构和电子波动的方法。在这里，我们提出了一个多尺度方法的基础上结合的分子动力学模拟，电子结构计算，和运输理论，使用时间依赖性非平衡格林函数。我们采用的方法来研究的电荷输运在C $_{60}$ -含有自组装单分子膜（SAMs），这是用于有机场效应晶体管。
2017-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin fine-structure reveals bi-exciton geometry in an organic semiconductor
在有机半导体中，双激子是载流子倍增和激子湮灭的关键中间体。它们的局部几何结构决定了它们的电子性质，但一直难以确定。在这里，我们访问的结构，最近发现的$S=2$五重双激子状态的有机半导体使用宽带光检测磁共振。我们将实验提取的自旋结构与分子晶体几何形状相关联，以确定双激子状态所在的特定分子配对。
2020-03-19 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electronic disorder in crystalline organic semiconductor: the role of thermal motions modulating the transfer integrals in polyacenes
采用分子动力学模拟和转移积分的量子化学计算相结合的方法研究了热结构涨落对分子间转移积分调制的影响。我们发现，对于两种常见的有机半导体，转移积分的波动与其平均值具有相同的数量级，这一观察结果对目前采用的有机半导体中电荷输运模型提出了质疑，并确定了动态电子无序中载流子迁移率的限制因素。
2005-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Excited State Properties of Organic Semiconductors: Breakdown of the Tamm-Dancoff Approximation
在多体微扰理论框架内的Bethe-Salpeter方程的解已被证明是半导体和绝缘体光学性质的从头计算的基准。然而，通常，共振和反共振激发之间的耦合被忽略，这被称为Tamm-Dancoff近似（TDA）。这在激子结合能远小于带隙的情况下是合理的。在这里，我们报告了一系列有代表性的有机半导体的光学性质，我们发现TDA不再成立。我们观察到的激子结合能的增加高达44%，从而提高与实验的一致性。
2013-06-21 cond-mat.mtrl-sci
A completely cofacial organic semiconductor
1，3，5-三吡咯苯（TPB）晶体含有紧密堆积的，完美的共面堆叠的苯环与大的波函数重叠，使其成为一个有趣的候选有机半导体。我们研究TPB使用各种从头算和能带结构技术，并发现非常大的$π$重叠的苯堆栈，宽带（特别是电子），和相对较小的结合能的极化子的两个符号，使TPB一个有前途的准一维电子传输剂。然后，我们探索TPB中不寻常的包装的来源，发现使用色散校正的密度泛函理论的分子间相互作用的计算提供了宝贵的见解，为什么晶体包含完美的共面$π$ -网络。
2013-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier coherence and Hall effect in organic semiconductors
霍尔效应测量对于阐明有机半导体中基本的电荷输运机制和本征迁移率具有重要意义。然而，霍尔效应的研究经常揭示一个非常规的行为，不能很容易地解释与简单的带半导体霍尔效应模型。在这里，我们开发了一个分析模型的霍尔效应在有机场效应晶体管的共存带和跳跃载流子的制度。该模型，这是由实验支持，是基于部分霍尔电压补偿效应，发生因为跳跃载流子响应于横向霍尔电场和漂移的方向相反的洛伦兹力作用于带载流子。我们表明，这特别会导致在具有大量非对角热无序的有机半导体中观察到不发达的霍尔效应。我们的模型解释了各种有机半导体中霍尔效应的主要特征，并提供了霍尔迁移率，载流子密度和载流子相干因子的分析描述。
2016-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Organic Zener Diodes: Tunneling across the Gap in Organic Semiconductor Materials
实现了反向击穿电压在-3 V ~-15 V范围内可精确调节而对正向电流-电压曲线无任何影响的有机齐纳二极管。这是通过以1纳米的精度控制pin二极管中的电荷耗尽区的宽度来实现的，而与掺杂浓度和本征层的厚度无关。击穿效应具有指数的电流-电压特性和弱的温度依赖性，这是由穿过邻近分子HOMO-LUMO能隙的隧穿机制解释的。实验数据证实了一个最小的哈密顿模型的方法，包括相干隧穿和非相干跳跃过程作为可能的电荷传输路径通过有效的器件区域。
2010-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Model of the electrochemical conversion of an undoped organic semiconductor film to a doped conductor film
我们开发了一个描述有机半导体（具体地说，发光电化学电池中的活性物质）从未掺杂的非导电状态到掺杂的导电状态的电化学转化的模型。该模型同时考虑了电子载流子的迁移率和扩散以及掺杂导电区的能斯特方程。结果表明，该模型可以准确地描述实验观察到的发光电化学电池中的掺杂前沿进展。
2009-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Role of Correlation on Charge Carrier Transport in Organic Molecular Semiconductors
我们研究了有机分子半导体中的载流子输运。已经发现，由于跳跃传导，迁移率是电场和温度的函数。无序固体中电荷输运的几种理论模型一直在争论空间和能量相关性在这些系统中的作用，这种相关性最近已被证明可以解释迁移率的普遍电场依赖性。我们已经比较和评估了不同的理论上提出的模型，使用非常简单的实验结果的适用性，并根据我们广泛的分析，我们发现，相关性是很重要的，以解释在这些系统中的电输运。
2003-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Bimolecular Recombination of Charge Carriers in Amorphous Organic Semiconductors: Overcoming the Langevin Limit
本文研究了非晶态有机半导体中双分子载流子复合的一种特殊的能量无序，即电子和空穴的能级在给定的输运位置上随着某些无序控制参数的变化而同向移动（平行无序）。这种特殊类型的无序可以在其中能量无序的主要部分由构象无序提供的材料中找到。与最近研究的静电无序的情况相反，构象无序，如果空间相关，导致的重组速率常数的增加，变得大于相应的朗之万速率常数。可能，具有占主导地位的构象无序的有机半导体代表第一类复合速率常数可以克服朗之万极限的无定形有机半导体。
2020-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Hall effect in the accumulation layers on the surface of organic semiconductors
在小分子有机半导体表面的场致积累层中观察到了霍尔效应。在本征（高温）和陷阱主导（低温）导电区中，霍尔迁移率μ_H随温度的降低而增加。在本征区域中，从霍尔测量中提取的移动场致载流子的密度n_H与使用栅沟道电容计算的密度n一致，并且在陷阱主导区域中变得小于n。的霍尔数据是一致的场诱导的载流子之间的捕获事件的扩散带状运动。
2005-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of doped small molecule organic semiconductor films
研究了有机小分子掺杂薄膜的热电性能。各种主机和掺杂剂，为n型和p型掺杂，进行了比较。C $_{60}$ n-掺杂Cr $_2$（hpp）$_4$或o-MeO-DMBI-I被发现是最有前途的材料系统，在T $_\text{M}$ = 40°C时最大ZT $_\text{M}$ = 0.069，假设由于基于声子的热传输而具有与掺杂无关的热导率。该值是采用掺杂聚合物PEDOT：PSS的优化器件所报告的当前记录的16%。
2014-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Effects on Nonlocal Electron-Phonon Coupling in Organic Semiconductors
晶体有机半导体的电子和电学性质，如电子能带的色散和电荷载流子迁移率对温度的依赖性，受到与分子间晶格振动相关的非局域电子-声子相互作用的极大影响。在这里，我们提出了一个理论描述，强调这些属性不同的非局域电子-声子耦合机制的对称性的函数。实空间中的电子-声子耦合模式被认为对倒易空间中的相互作用有直接而显著的影响。我们的研究结果表明，在目前的交通模型中通常缺少的方面的重要性。重要的是，有机半导体的电子和电荷输运性质的充分描述需要模型考虑反对称和对称的贡献的非局域电子-声子耦合机制。
2012-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Fast electrochemical doping due to front instability in organic semiconductors
研究了有机半导体器件中的电化学掺杂转变在发光电池中的应用。它表明，器件性能可以显着提高，通过利用新的基本属性的掺杂过程。我们得到一个不稳定性，这扭曲的掺杂前沿，并大大增加掺杂率。我们解释的不稳定性的物理机制，发展理论，提供实验证据，并进行数值模拟。我们进一步展示了改进的器件设计如何放大不稳定性，从而导致更快的掺杂过程和器件动力学。
2011-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Probing polaron excitation spectra in organic semiconductors by photoinduced-absorption-detected two-dimensional coherent spectroscopy
我们报告了一种新的二维相干激发光谱的理论描述和实验实现的基础上准稳态光诱导吸收测量的长寿命的非线性人口。我们研究了一个荧光聚合物：富勒烯衍生物的分布式异质结构，通过测量二维激发光谱的光致发光，光电流和光诱导吸收的亚稳态极化产物。我们得出的结论是，光致吸收探针是这个二维相干光谱家族中可行且有价值的探针。
2016-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Single crystal field-effect transistors based on an organic selenium-containing semiconductor
我们报道了基于二苯基苯并二硒（DPh-BDSe）的单晶场效应晶体管（FET）的制备和表征。这些有机场效应晶体管（OFFET）用作p沟道累积模式器件。在室温下，对于最好的器件，阈值电压小于-7V，并且载流子迁移率几乎与栅极偏压无关，范围从1 cm 2/Vs到1.5 cm 2/Vs，取决于源漏偏压。通过冷却到室温以下，迁移率略有增加，并且在280 K以下降低。
2004-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo simulation based on dynamic disorder model in organic semiconductors: From bandlike to hopping transport
有机半导体中载流子输运的动力学无序模型近年来得到了广泛的研究。虽然它成功地测定了有机晶体材料中的带状迁移率，但有机半导体中典型的输运特性--非相干跳跃却无法描述。在这项工作中，考虑到退相干过程中通过一个唯象参数，说退相干时间，投影和蒙特卡罗方法应用于这个模型，以确定等待时间，从而扩散系数。我们发现的传输类型的变化从带状到非相干跳跃与足够短的退相干时间，这表明退相干时间在确定有机物中的传输类型的重要作用。我们还讨论了不同退相干时间下载流子的空间范围，观察到了从离域（载流子驻留在约10个分子中）到局域化的转变。基于空间范围的实验结果，我们估计并五苯的退相干时间为1 ps量级。此外，还研究了扩散系数与退相干时间的关系，并对相应的实验进行了讨论。
2012-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Molecular fingerprints in the electronic properties of crystalline organic semiconductors: from experiment to theory
通过比较光电子能谱与非微扰动力学平均场论扩展到多体从头计算，我们表明，在突出的情况下，并五苯晶体的一个很好的协议与实验的带宽，色散和寿命的空穴载流子带可以实现在有机半导体中提供一个适当的帐户的耦合到分子的振动模式和存在的障碍。我们的研究结果合理化越来越多的实验证据，即使是最好的能带结构理论的基础上的电子相互作用的多体处理不能重现实验光电发射数据在这类重要的材料。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Doping front instabilities in organic semiconductors: a means for optimizing optoelectronic devices
最近，证明了有机半导体中的电化学掺杂前沿表现出从多维扰动增长的新的基本不稳定性[Phys.Rev.Lett. 107，016103（2011）]。在不稳定性的发展，线性增长的微小扰动进入一个非线性阶段的强烈扭曲的掺杂前沿。在这里，我们开发的掺杂前沿不稳定性的非线性理论和预测的关键参数的扭曲的掺杂前沿，如它的速度，与实验数据密切一致。我们表明，不稳定性使电化学掺杂过程相当快。我们得到的自相似性质的前端形状对应的最大传播速度，这使得在实验中的掺杂过程的控制范围很广。该理论为优化有机光电子器件的性能提供了指导。
2012-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Study of F4TCNQ dopant diffusion using transport measurements in organic semiconductors
本文报道了F_4TCNQ掺杂有机半导体（主体）材料的电输运性质。通过监测原位样品的电导在沉积过程中和沉积后，我们表明，顺序沉积的F4TCNQ和主机半导体的半导体的体掺杂的结果。此外，通过调节底部F4TCNQ层的厚度，可以容易地控制主体的掺杂密度（和导电性）。这种用于掺杂的替代方案比掺杂小分子的常规方式更简单，常规方式涉及主体和掺杂剂的同时共蒸发。在这里概述的顺序掺杂方案中，由于F4TCNQ在主体材料中的快速扩散而发生主体的体掺杂。F4TCNQ在宿主中的运动是复杂的，并不总是由简单的扩散过程描述。原位输运测量提供了一种快速简便的方法来测量掺杂剂在新基质中的扩散。基于掺杂的结果，我们还概述了一种可能的路线，以改善在制造环境中的有机薄膜晶体管的掺杂。
2013-12-01 cond-mat.mtrl-sci
