光導電性有機顔料薄膜のpn制御

光电导有机颜料薄膜的PN控制

基本信息

批准号：
08874091
负责人：
横山正明
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

有機半導体を電子デバイスとして本格的に応用するには、シリコンなどの無機半導体において日常的に行われているpn制御(価電子制御)を達成しなければならない。最近我々は、反応性昇華精製によって超高純度化したペリレン顔料(Me-PTC)に臭素をド-ピングしたところ、弱いn型であるMe-PTCがp型化し、単一の有機半導体がp、n型双方の性質を持ちうることを初めて示した。本研究ではこの成果に基づき、まず、これまで有機半導体では不可能とされてきた、Pnホモ接合の作製を試みた。臭素ド-ピングによってp型化したMe-PTCとn型Me-PTCを積層したセルは、セルのどちら側から光照射しても光電流の作用スペクトルに顕著なマスキング効果を示し、両顔料の接合界面にpnホモ接合が形成されていることが確認された。このpnホモ接合は、0.4V以上の大きな光起電圧を示した。これは、有機半導体における初めてのpnホモ接合の形成である。次いで、弱いn型性であるペリレン顔料薄膜への無機半導体添加を行い、薄膜のフェルミレベルを積極的に制御することを試みた。無機半導体としてn型の硫化カドミウム(CdS)を用いた。Me-PTCとCdSを2つの蒸着源から同時に蒸発させる共蒸着によって、有機/無機複合薄膜を作製した。Me-PTC単独膜のフェルミレベルはバンドギャップ中央付近にあるが、CdS添加率の増大にともなって大きくマイナス側にシフトした。以上の結果は、伝導電子を多く持つn型無機半導体の添加によって有機半導体の光電物性をコントロールできる可能性を示している。

为了充分应用有机半导体作为电子设备，必须实现在无机半导体（例如硅）中进行的PN控制（价控制）。最近，我们通过反应性升华纯化将溴掺杂到超纯化的per素色素（ME-PTC）中，这是第一次表明弱的N型ME-PTC可以变成P型，从而使单个有机半导体可以同时具有P-和N-type属性。基于这一发现，这项研究首先试图制造PN同型，而有机半导体以前认为这是不可能的。该细胞用溴掺杂的P型ME-PTC和N型ME-PTC层压，对光电流的动作谱显示出显着的掩蔽作用，无论是否从单元的任何一侧辐照光，并且证实了A pn homojunction的两侧。该PN同型的大型光伏为0.4V或更多。这是有机半导体中PN同骨的首次形成。接下来，将无机半导体添加到薄膜的薄膜（弱N型）的薄膜中，以积极控制薄膜的费米水平。 N型硫化镉（CD）用作无机半导体。通过同时对两个蒸发源的ME-PTC和CD共同蒸发，制备有机/无机复合薄膜。 ME-PTC单膜的费米水平位于频带间隙的中心附近，但随着CDS添加速率的提高，它显着转移到负面。以上结果表明，可以通过添加具有大量传导电子的N型无机半导体来控制有机半导体的光电特性。