Аналітична модель стрибкового транспорту в органічних напівпровідниках, що включає вклади як енергетичного безпорядку, так і поляронів
І. І. Фіщук
Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ
Розвинуто аналітичну модель для стрибкової провідності і
рухливості в органічних напівпровідниках включаючи вклади як енергійного безпорядку,
так і поляронної геометричної релаксації. Використано вираз Маркуса для
швидкості стрибка, що базується на концепції полярону малого радіусу з гаусовим
енергетичним безпорядком. Розрахунок проведено в рамках методу ефективного
середовища для обчислення електропровідності, що не потребує введення
додаткових понять, такий як ефективна транспортна енергія та інше. Модель розширює
наші попередні дослідження [1, 2], оскільки застосовна при довільному співвідношенні
енергії активації полярону 
до ширини енергетичного безпорядку 
. Розвинута теорія може
бути використана для опису як рухливості носіїв заряду, так і дифузії триплетних
екситонів. Аналітичні результати узгоджуються з даними комп’ютерного моделювання,
отриманими методом Монте-Карло.
Показано, що: (I) енергія активації стрибкового
транспорту може бути розділена на вклади від енергетичного безпорядку і
поляронів, відносне співвідношення залежить нелінійно від відношення 
; (II) метод
усереднення по шляху транспорту має великий вплив на результати розрахунків; (III) відношення регулює також залежність рухливості носіїв
заряду від їх концентрації при високих концентраціях, що має місце в органічних
польових транзисторах. При цьому отримано, що залежність рухливості від
концентрації носіїв заряду стає значно слабшою, коли енергія активації полярону
збільшується по відношенню до ширини енергетичного безпорядку, що знаходиться в
принциповому протиріччі з результатними проголошеними в роботі [3], де стверджується,
що таке послаблення концентраційної залежності рухливості відсутнє.
[1] I.I.Fishchuk, V.I.Arkhipov, A.Kadashchuk, P.Heremans, and H.Bдssler, Phys. Rev. B
76, 045210 (2007).
[2] I.I.Fishchuk, A.Kadashchuk, and H.Bдssler, phys. stat. sol. (c) 5, 746 (2008).
[3] J.Cottaar, L.J.A.Koster, R.Coehoorn, and P.A.Bobbert, Phys. Rev. Lett. 107, 136601
(2011).
