含孔洞底电极薄膜中聚合物(3-己基硫聚苯-2,5-二醇)的电阻开关动力学
材料科学
2026-01-27 v1
摘要
研究了含孔洞底电极 (PBE) 对有机半导体 (OSC) 聚合物(3-己基硫聚苯-2,5-二醇) (P3HT) 中电阻开关 (RS) 机制的影响。仿真显示，在模式化底电极 (BE) 的边缘处存在很大的局部电场，这可以通过高电流密度增加金属丝 filament 形成的概率，表明使用 PBE 可辅助 RS 机制。RS 涉及在较大正偏压下将从高电阻状态 (HRS) 切换到低电阻状态 (LRS) 的过程，称为"SET"过程；返回从 LRS 到 HRS 的过程称为"RESET"过程，可在负偏压下实现。通过获取的电流响应将不同 RS 机制区分开来。RS 由于在顶电极和底电极之间形成完整金属丝 filament，显示欧姆定律行为。在另一方面，log-log 图中约为 2 的斜率表明空间电荷受限电流 (SCLC) 主导该设备，因此 RS 来自不完整的金属丝 filament 形成或 P3HT 聚合物本身的某些变化。类似的高电流密度可将分子构象从晶体转化为无定形状态 due to joule 加热，这导致中间 OFF 状态。高电流密度 joule 加热导致的 RS 从 HRS 到 LRS，与金属丝 filament 基于的 RS 相反，因此称为反向 RS。新鲜设备和多次循环后的光学图像表明，负责 RS 的 OSC 内部金属滴透。在 LRS 下的横截面电子显微镜 (TEM) 中的 EDX 光谱确认了顶部金属滴透穿过 OSC 并触及 BE。因此，金属丝 filament 的形成是这些在 P3HT 中观察到的开关行为的根本原因。
引用
@article{arxiv.2601.17372,
title = {Resistive-Switching Dynamics in Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) Thin Films under Perforated Bottom Electrode},
author = {Sirsendu Ghosh and Pramod Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.17372},
year = {2026}
}