有机半导体中平面掺杂前沿的动力学与内部结构模型

本文利用一个针对离子、电子和空穴的扩展漂移-扩散模型，从理论上研究了有机半导体中掺杂前沿的动力学和内部结构。该模型还以能斯特方程的形式引入了部分掺杂区域中电子和空穴的注入势垒，并考虑了电子和空穴迁移率对浓度的强烈依赖关系。我们得到了前沿速度和掺杂区域离子浓度的闭合表达式。该解析理论被用来描述 p 型和 n 型前沿相互加速靠近的过程。解析结果与实验数据吻合得很好。此外，研究表明掺杂前沿的内部结构由扩散和迁移率过程决定。我们解析地研究了前沿内部浓度和电场的渐近行为。前沿结构的数值解证实了解析理论最重要的预测：在未掺杂区域有一个尖锐的前沿头部，在掺杂区域有一个平滑的弛豫尾部，以及在从掺杂到未掺杂区域转变的临界点处有一个平台。