エネルギー的に乱れた物質中での電場依存電荷移動度

高能无序材料中场相关的电荷迁移率

• 批准号: 14740243
• 负责人: 関 和彦
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740243/
• 关键词: 移動度; 電荷再結合; アモルファス; 不規則系; 電荷移動度; 再結合反応; ランダム系; マーカス式; 電場

ドナー又はアクセプター分子をドープした高分子中での電荷移動やアモルファス半導体中での電荷の移動と再結合では、電荷の局在サイトのエネルギーの乱れが移動度や再結合速度を決める重要な因子である。アモルファス半導体では局在サイトのエネルギーの乱れのために移動度は異常な分散を示す。同様に再結合速度も時間について異常なベキ則で減衰する。しかしこれらの関係は知られていなかった。再結合の速度は分布を持ったエネルギー準位間の電子移動により律速されていると考えられる事から、電子の異常な移動度と再結合速度の関係を明かにすることを目的に研究を行った。バンド端光励起によるアモルファス半導体からの蛍光は、電子と正孔の再結合による。励起光強度が十分に弱い場合には、生成された電子と正孔の密度が低く、再結合は電子正孔対の間で起こる。パルス励起後の蛍光強度は、マイクロ秒からミリ秒の長時間にわたって指数δでベキ的に減衰する。電子又は正孔が通常の拡散を示す場合には、対再結合による理論ではδ=3/2となる事が知られているが測定結果はδ<3/2である。一方、半導体中での電荷輸送は通常の拡散と異なりサンプル厚依存性や時間変化を示す。その原因は電子の輸送に関与するエネルギー準位の分布のために様々な時間スケールの電子のホッピング移動が混在し、ホッピングを特徴付ける時間がないためである。本研究では、この電子の異常分散と再結合反応による発光の大きさや時間変化には理論的な関係がある事を示した。又蛍光強度の温度依存性についても理論と実験の間で良い一致を示した。

Charge mobility and recombination in semiconductors are important factors in determining the mobility and recombination speed of charge in polymers. The semiconductor industry has a large number of problems, such as abnormal mobility and dispersion. The same is true of speed and time. The relationship between the two countries is not known. The velocity distribution of recombination and electron mobility between different levels are studied. In the case of semiconductor, the recombination of light, electrons and positive holes occurs at the end of the laser excitation. When the excitation intensity is very weak, the density of electrons and positive holes is low, and the electrons and positive holes are combined. The intensity of light after excitation is reduced by the index δ for a long time In the case of normal dispersion of electrons, the theory of electron recombination is δ=3/2. The result of measurement is δ<3/2. The charge transport in semiconductors is usually time-dependent and variable. The reason for this is that the electron transport is related to the distribution of the electron level, and the electron movement is mixed, and the electron level is characterized by the time. This study shows the relationship between the anomalous dispersion of electrons and the time evolution of light. The temperature dependence of light intensity is also shown in theory and in good agreement.

项目成果

Dispersive photoluminescence decay by geminate recombination in amorphous semiconductors

• DOI: 10.1103/physrevb.71.235212
• 发表时间: 2005-04
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Seki;K. Murayama;M. Tachiya

関 和彦: "Rigorous calculation of electric field effects on the free energy change of the electron transfer reaction"Journal of Chemical Physics. 118. 669-679 (2003)

Kazuhiko Seki：“严格计算电场对电子转移反应自由能变化的影响”化学物理杂志 118. 669-679 (2003)。

関和彦, M.Wojcik, 立矢正典: "Fractional reaction-diffusion equation"Journal of Chemical Physics. 119. 2165 (2003)

Kazuhiko Seki、M.Wojcik、Masanori Tateya：“分数反应扩散方程”化学物理杂志 119. 2165 (2003)。

関和彦, M.Wojcik, 立矢正典: "Recombination kinetics in subdiffusive media"Journal of Chemical Physics. 119. 7525 (2003)

Kazuhiko Seki、M.Wojcik、Masanori Tateya：“次扩散介质中的重组动力学”化学物理杂志 119. 7525 (2003)。