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Milotti, Valeria (2017) Transient Kelvin Probe Measurements on Organic Semiconductor Devices. [Magistrali biennali]

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Abstract

La tesi si è focalizzata sullo studio del trasporto laterale di portatori di carica all’interno dello strato organico di un condensatore MIS (metallo-isolante- semiconduttore) di dimensioni macroscopiche basato sul semiconduttore polimerico poly(3-hexylthiophene) (P3HT). I campioni sotto analisi sono stati fabbricati dalla candidata su substrati tagliati ad hoc impiegando come tecniche di deposizione lo spin-coating, il CVD e il VTE. Applicando un bias esterno periodico a bassa frequenza ai campioni, è stato possibile monitorare con la sonda Kelvin l’onda di portatori di carica iniettati ed estratti dallo strato organico, esaminando il potenziale del dispositivo a varie distanze dal contatto iniettante le cariche. È stato così possibile osservare che le cariche iniettate penetrano lateralmente nel film organico su distanze dell’ordine dei centimetri. Partendo dalle misure eseguite con la sonda Kelvin, è stato possibile sviluppare un modello per i MIS, che ha permesso di trovare la funzione di risposta dei dispositivi. Combinando quest’ultima con l’espressione per il bias applicato, è stato creato un modello che descrive la risposta del dispositivo. Il modello è stato poi utilizzato per eseguire il fit dei dati sperimentali, permettendo di trovare una stima per il tempo di volo dei portatori di carica, dalla quale è stato possibile ricavare una stima della mobilità per il trasporto laterale del P3HT in buon accordo con la letteratura. Come prodotto secondario, l’analisi ha anche permesso di fornire una stima della concentrazione di drogante all’interno del semiconduttore organico. Parallelamente, la stessa procedura di costruzione dei campioni è stata imp- iegata per creare campioni di OFET, le cui caratteristiche di output e di trasfer- imento sono state misurate con una apposita stazione di misura. L’analisi del secondo tipo di misure ha permesso di arrivare ad una stima indipendente per la mobilità del P3HT utilizzato per i condensatori MIS, che ha confermato le stime ottenute con l’analisi descritta in precedenza. Confrontando le stime ottenute con la letteratura e ulteriori stime indipendenti estratte dalle misure eseguite su OFET di riferimento, è stato possibile determinare che il nuovo metodo sviluppato in questa tesi è un’alternativa affidabile e non invasiva per trovare la mobilità per il trasporto laterale all’interno di un semiconduttore organico in presenza di correnti applicate piccole.

Tipologia del documento:Magistrali biennali
Parole chiave:Semiconduttore organico, sonda Kelvin, mobilità, OFET, MIS, poly(3-hexylthiophene), P3HT, spin coating
Settori scientifico-disciplinari del MIUR:Area 02 - Scienze fisiche > FIS/03 Fisica della materia
Codice ID:57001
Relatore:Bazzan, Marco
Correlatore:Melzer, Christian
Data della tesi:Settembre 2017
Biblioteca:Polo di Scienze > Dip. Fisica e Astronomia "Galileo Galilei" - Biblioteca
Tipo di fruizione per il documento:on-line per i full-text
Tesi sperimentale (Si) o compilativa (No)?:

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