Аннотация
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Свойства и методы получения органических полупроводниковых кристаллов (обзор
литературы) 7
1.1 Электрические свойства органических полупроводниковых кристаллов 7
1.2 Оптические свойства органических полупроводниковых кристаллов 14
1.3 Применение органических полупроводниковых кристаллов в электронике 18
1.4 Методы выращивания объёмных органических полупроводниковых кристаллов. ..20
1.4.1 Рост кристаллов из раствора 20
1.4.2 Рост из расплавов 23
1.4.3 Рост кристаллов из газовой фазы 27
2 Методы анализа 29
2.2 Атомно - силовая микроскопия 31
2.3 Рентгеноструктурный анализ 36
3 Результаты эксперимента 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
Органические полупроводниковые материалы являются развивающимся направлением в области электроники. Электронные устройства, созданные на основе органических полупроводниковых кристаллов, такие как органические светоизлучающие диоды, молекулярные датчики, интегральные схемы, транзисторы, солнечные элементы и многие другие приборы, созданные на основе органических полупроводников, имеют низкую стоимость, легкий вес, способность к переработке, гибкость. Низкая стоимость органических устройств обусловлена тем, что синтез полимеров и олигомеров в больших масштабах является менее затратным, чем выращивание кристаллов неорганических веществ. Также стоит уделить внимание низкой стоимости сырья и простоте в обработке при создании конечного устройства. В настоящее время с помощью применения растворимых технологий, можно наносить органический материал на большие площади простыми и дешевыми методами, например, при помощи струйной печати. Это открывает перспективы создания дешевых органических дисплеев с активными матрицами, электронной бумаги, солнечных батарей и других приборов.
Несмотря на недавний быстрый прогресс в области прикладной органической электроники и долгую историю фундаментальных исследований на органических материалах, понимание фундаментальных свойств этого важного класса полупроводников по-прежнему ограничено. Это несоответствие в основном исходит от дефектов, которые изменяют электрические и оптические свойства поликристаллических и аморфных органических тонких пленок. Поэтому важно найти оптимальный способ, с помощью которого можно будет создавать кристаллы с малым количеством дефектов и большой степенью чистоты кристалла, для того чтобы максимально использовать потенциал органических полупроводников, как основу для создания электронных устройств.
В данный момент исследования о создании органических полупроводников проводятся многими странами, в том числе и в России, так как данная отрасль весьма перспективна в плане будущих возможностей использования органических полупроводников в качестве основы для приборов и устройств как бытовых, так и промышленных.
В данной работе проводится исследование влияния температуры отжига и внешнего излучения на поверхностные процессы, протекающие в монокристаллах органических полупроводников.
1 Свойства и методы получения органических полупроводниковых кристаллов (обзор литературы)
1.1 Электрические свойства органических полупроводниковых кристаллов
Органические полупроводники - твёрдые органические вещества, которые имеют (или приобретают под влиянием внешних воздействий) электронную или дырочную проводимости. Существуют в виде монокристаллов, поликристаллических или аморфных порошков и плёнок. У органических полупроводников с низкой электропроводностью наблюдается явление фотопроводимости.
Для изучения электрических параметров полупроводника важно знать, что влияет на изменение этих характеристик. Как и для любого полупроводникового кристалла, свойства органических полупроводниковых кристаллов будут зависеть от таких параметров как:
• общий химический состав вещества и химических связи (соотношение частиц);
• тип кристаллической структуры (Взаимное расположение частиц и расстояние между ними);
• фазового состояния вещества (Особенности получения и внешние условия);
• от степени совершенства атомной структуры, (отклонение от однородности, возникновение дефектов и периодичности);
• типа концентрации и характера растворения примесей посторонних элементов.
Органические полупроводники также обладают особенностями, которые определяются молекулярным характером их структуры и слабым межмолекулярным взаимодействием:
Благодаря своим свойствам, органические полупроводники находят себе применение в качестве светочувствительных материалов в микроэлектронике, для различного рода датчиков, Исследование органических полупроводников важно для понимания процессов преобразования и переноса энергии в сложных физико -химических системах и в особенности в биологических тканях. С органическими полупроводниками, в частности с ион-радикальными солями, связана перспектива создания сверхпроводников с высокой критической температурой.
...
В результате проделанной работы были получены следующие результаты:
1. Подобраны оптимальные режимы для роста органических полупроводниковых кристаллов: Ткрист.=100 С° Тист.=130 С°
2. Создан стенд для поддержания постоянных условий отжига кристаллов при заданной температуре и типе внешнего излучения.
В результате проведенной работы были сделаны следующие выводы:
1. В стандартных условиях (комнатная температура, атмосферное давление, естественное освещение) отжиг поверхности монокристаллов антрацена можно разделить на два этапа:
• образование макроступеней ступеней шириной до 15 мкм и высотой до 200 нм; образование центров торможения высотой более 300 нм и шириной до 3 мкм.
• значительное увеличение шероховатости поверхности за счет формирования волнообразного рельефа состоящего из центров торможения десорбции молекул антрацена.
2. При отсутствии излучения на поверхности монокристаллов антрацена не образуются центры торможения, а наблюдается послойно-островковый механизм растворения.
3. При отсутствии влияния внешнего УФ-излучения на кристалл, средние параметры практически не изменяются, но увеличивается среднеквадратичное отклонение, что говорит о том что поверхность приобретает более развитый рельеф, т.е. на поверхности наблюдается формирование одновременно широких и узких террас, а также макроступеней разной высоты.
