模拟金属/有机界面量子隧穿与热电子发射的统一动力学方法
应用物理
2021-01-20 v1 化学物理
摘要
来自金属电极的注入是有机半导体器件中电荷产生的主要通道，量子效应通常被认为至关重要。我们发展了一种基于表面跳跃(SH)算法和经典器件建模的动力学方法，借此同时研究金属/有机界面处载流子注入的量子隧穿与热电子发射。观察到从金属电极注入的电荷迅速铺展到有机分子上，随后在界面附近因内建电场诱导而积累，呈现出从离域到局域的过渡。我们通过模拟电荷注入动力学的温度依赖性比较了平均场层面的 Ehrenfest 动力学与 SH 算法，发现前者得出不当结果：在室温区间注入效率随温度升高而下降，而 SH 结果可信。注入电荷与外加偏压之间的关系表明，在分子晶体中正是量子隧穿主导了低阈值注入特性，注入过程中小熵变的计算结果进一步支持了这一结论。我们还量化了界面处电荷注入效率的最佳界面宽度，可用于理解实际器件中界面缓冲层的作用。
引用
@article{arxiv.2010.12824,
title = {Unified dynamic approach for simulating quantum tunneling and thermionic emission at metal/organic interface},
author = {Jiaqing Huang and Yijie Mo and Yao Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.12824},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 6 figures