Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary
Zawartość zarchiwizowana w dniu 2024-06-18

Modelling of electronic processes at interfaces in organic-based electronic devices

Article Category

Article available in the following languages:

Zachowanie elektronu na powierzchniach przylegania materiału

Wiele urządzeń elektrycznych formowanych jest poprzez układanie warstwowe różnych materiałów. Dzięki finansowaniu ze środków UE przystąpiono do charakterystyki procesów elektrycznych na ich powierzchniach przylegania, uzyskując w efekcie produkty o zwiększonej wydajności.

Urządzenia organiczne, takie jak wyświetlacze emitujące światło, ogniwa słoneczne czy czujniki biologiczne i chemiczne, opierają się na układaniu warstw różnych materiałów. Dlatego też decydujące znaczenie mają powierzchnie przylegania między różnymi metalami, tlenkami i zastosowanymi materiałami izolacyjnymi lub półprzewodzącymi. Choć szeroko zakrojone działania doprowadziły do zgłębienia wiedzy na temat morfologii tego typu materiałów i powierzchni przylegania, dla uzyskania pełni obrazu niezbędna była szczegółowa charakterystyka procesów elektrycznych. W ramach finansowanego przez UE projektu MINOTOR ("Modelling of electronic processes at interfaces in organic-based electronic devices") dokonano znacznych postępów w uzupełnianiu tej luki. Naukowcy skoncentrowali się równocześnie na powierzchniach przylegania metalowo-organicznych (M/O), organiczno-organicznych (O/O) i nieorganiczno-organicznych (I/O). Zespół MINOTOR zastosował podejście dyskretnej transformaty Fouriera (DFT) oparte na funkcjonałach gęstości, które matematycznie opisują gęstość elektronu systemów wieloelektronowych. Naukowcy zastosowali te metody do oceny tak zwanej pracy wyjścia, a także zakotwiczania poziomu Fermiego (FLP), związanego odpowiednio z usuwaniem elektronu z powierzchni i zapobieganiem temu zjawisku. Standardowe podejścia DFT sprawdziły się w opisywaniu powierzchni przylegania M/O, gdzie następuje silne połączenie molekuł z powierzchnią. Naukowcy wykazali, że charakterystyka elektronu powierzchniowego elektrod metalowych może być misternie dopasowana poprzez modyfikację cząsteczek formujących samoorganizującą się monowarstwę (SAM) używaną do ich pokrycia. W przypadku słabego połączenia, jak w przypadku metalu pokrytego cienką warstwą tlenku, DFT niezawodnie reprodukowała efekty FLP. Skorygowane dalekosiężne funkcjonały DFT zostały zalecone do opisu międzypowierzchniowej dystrybucji ładunku w powierzchniach O/O, przy częściowym przeniesieniu ładunku między jednostką dawczą a biorczą. Jednak modele mikroelektrostatyczne (ME) zyskały większe poparcie w stosunku do DFT dla systemów O/O zdominowanych przez efekt polaryzacji. W przypadku powierzchni przylegania I/O, badacze zademonstrowali regulację pracy wyjścia warstw tlenku poprzez zaszczepienie formujących SAM molekuł. Metody ścisłego wiązania DFT są niezbędne do jednoczesnego opisania dystrybucji gęstości elektronowej powierzchni przylegania. Stworzono liczne urządzenia, w tym urządzenia spintroniczne i ogniwa słoneczne, by przetestować teorię na podstawie doświadczenia. Zademonstrowano zdolność SAM do regulacji charakterystyki powierzchni przylegania oraz rolę morfologii tych powierzchni w wydajności urządzenia. Głębsza wiedza na temat procesów elektrycznych zachodzących na wszystkich powierzchniach przylegania udostępniona przez zespół MINOTOR pozwoli przyszłym projektantom na stworzenie wysokowydajnych produktów.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania