Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное
 Скачать 2.05 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.М.АКМУЛЛЫ» ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедраприкладнойфизики и нанотехнологий Направление 11.03.04 - Электроника и наноэлектроника Курс3 МАГАСУМОВА ГУЛЬДАРИЯ МАГАФУРОВНА ВЛИЯНИЕ МАТЕРИАЛА ЭЛЕКТРОДА НА ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине «Наноэлектроника» Научный руководитель: к.ф.-м.н.,доцент, А.Р.Юсупов № регистрации по журналу учета курсовых работ_______________________________________________ Дата защиты ______________________________________________________ Оценка___________________________________________________________ Уфа 2019 СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ 2 Глава 1. СТАБИЛЬНОСТЬ / НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОВОДИМОСТИ И РАБОТЫ 4 1.1 ITO тонкие пленки, облученные ультрафиолетом в воздухе или в вакууме. Измерения четырехзондовым методом и методом силовой микроскопии Кельвина. 4 Глава 2.ITO / Ag / ITO многослойные прозрачные проводящие электроды для ультрафиолетовых светодиодов. 10 3.1. Экспериментальные вольтамперные характеристики 21 3.2.Экспериментальные результаты структурыAl-ПДФ-Au. 30 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33 ЛИТЕРАТУРА 34 ВВЕДЕНИЕХарактеристики органических светоизлучающих диодов критически зависят от эффективной инжекции электронов и дырок. Обычно считается, что барьер для инжекции дырок определяется главным образом смещением электрод-органическая полоса, то есть разницей между работой выхода металла и потенциалом ионизации органики. Соответственно, прозрачный проводящий оксид индия и олова (ITO) с относительно высокой работы выхода широко используется в качестве материала анода. Многие методы обработки поверхности ITO, такие как воздушно-плазменная обработка или облучение в ультрафиолетовой / озонной камере, были разработаны с целью повышения эффективности впрыскивания в отверстия. Это связано с улучшенным контактом ITO / TPD за счет устранения загрязнения с поверхности ITO и / или с повышенной работой выхода. Таким образом, некоторые авторы предполагают, что есть некоторая свобода в разработке значения работы выхода. Но проблема заключается в стабильности во времени модификаций поверхности ITO и, следовательно, улучшенных характеристик образца. Кроме того, после работы образца наблюдалось проникновение индия в органические слои, что показало корреляцию с ухудшением производительности. NiO интересен своей полупроводниковой природой p-типа, которая позволяет инжектировать дырки из валентной зоны контакта в зону верхней занятой молекулярной орбитали органического материала. Целью данной работы является измерение двух подходящих физических параметров, связанных с инжекцией носителей, проводимостью и работой выхода импульсного лазерного напыления ITO и NiO. Стабильность во времени улучшений (повышенной проводимости и работы выхода), полученных после ультрафиолетового облучения на воздухе или в вакууме, была исследована с помощью четырехзондового метода и с помощью силовой микроскопии Кельвина. Глава 1. СТАБИЛЬНОСТЬ / НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОВОДИМОСТИ И РАБОТЫ1.1 ITO тонкие пленки, облученные ультрафиолетом в воздухе или в вакууме. Измерения четырехзондовым методом и методом силовой микроскопии Кельвина.В данной работе исследование показывает, что после ультрафиолетового облучения на воздухе или в вакууме проводимость и рабочие функции ITO и In2O3 возвращаются к своим начальным значениям через несколько часов или минут. В дополнение к этой нестабильности, одним из известных недостатков ITO является диффузия индия в органические слои рабочего светодиода, что приводит к снижению производительности. Итак, мы пересмотрели ITO как прозрачный анод и исследовали альтернативы, такие как NiO. Импульсные лазерные осажденные пленки ITO и NiO наносятся с использованием эксимерного лазера KrF (248 нм), работающего с частотой импульсов 1 Гц для ITO и 2 Гц для NiO. Луч слегка сфокусирован на мишени, чтобы получить плотность энергии импульса около 1,2  . Мишенями являются 90 мас.%  ± 10 мас.%  из спеченной керамики с плотностью около 90% от теоретической и коммерческий металлический никель. Скорость осаждения пленки составляет около 0,3  за импульс. Для достижения компромисса между высокой подвижностью и низкой шероховатостью ( нм) была проведена оптимизация температуры осаждения и давления кислорода для тонких пленок ITO, нанесенных на стеклянные подложки BK7 (T=150C,  мбар). Что касается тонких нитей NiO, оптимизация продолжается, и мы выбрали те же экспериментальные условия, что и для ITO. Шероховатость NiO составляет около 1,8 нм. Пленки, нанесенные методом импульсного лазерного осаждения, исследовали методом рентгеновской дифракции. В обоих случаях мы получили поликристаллический материал с размером кристаллитов около 10 нм. Поверхности оксидов металлов облучают ультрафиолетовым светом от кварцевой ртутной газоразрядной лампы низкого давления, генерирующей две представляющие интерес длины волны: 184,9 и 253,7 нм (6,6 и 4,8 эВ). В воздухе эти две длины волны производят озон и атомарный кислород, углеводороды, присутствующие на загрязненных поверхностях образца, возбуждаются или диссоциируют и, наконец, удаляются путем образования летучих молекул. Образцы размещаются в пределах 27 мм от лампы, которая излучает 13 мВт / см. Силовой микроскоп Кельвина, используемый в этой работе, представляет собой коммерческую систему, основанную на оптическом детекторе AFM, работающем в воздухе. Это позволяет с высокой пространственной разрешающей способностью измерять контактную разность потенциалов между наконечником и образцом. В нашей установке топография и потенциал измеряются последовательно с минимальными перекрестными помехами, используя технику режима подъема, реализованную на этом устройстве.Они измерили в атмосфере контактную разность потенциалов между вибрирующим наконечником PtIrKFM, работой выхода которого рассматривается в качестве эталона, и двумя оксидами металлов ITO и NiO. По сравнению с ITO мы обнаружили более высокое значение работы выхода для NiO (0,3 эВ). Если предполагается, что работа выхода ITO составляет 4,7 эВ, как обычно принято, работа выхода NiO составляет 5,0 эВ, что является благоприятным значением для инжекции дырок в валентной зоне в HOMO-полосе TPD (см. Рис. 1). Они измерили на воздухе WF изменения различных оксидов металлов (PLD 72 и 81 ITO, распыленный ITO и PLD NiO), вызванные 15-минутной обработкой УФ / озоном. Они наблюдали (рис. 2) значительное увеличение работы выхода до 0,7 эВ, которое улучшило бы инжекцию отверстия, если бы не было уменьшения во времени, возвращая работу выхода близко к его начальному значению. Напротив, проводимость в воздухе различных слоев ITO после одной и той же обработки не показала каких-либо изменений и оставался на удивление стабильным. Такое поведение, не очень чувствительное к поверхностному присутствию  и / или , типично для вырожденного полупроводника (SC). |