ПРИРОДА КОМПЕНСАЦІЙНОГО ЕФЕКТУ В НЕВПОРЯДКОВАНИХ

НАПІВПРОВІДНИКАХ

 

 І. І. Фіщук¹, А. К. Кадащук²

 

¹Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

²Інститут фізики НАН України, Київ, Україна

 

Значка кількість кінетичних процесів в природі є термічно активовані, тобто описуються виразом , де  - енергія активації. Експериментально встановлено, що при зміні певним способом величини  значення коефіцієнту  також змінюється і приймає вигляд . Цей ефект називається компенсаційним правилом Мейера-Нелдела (ПМН). Виникає принципове питання природи величини , тобто яку інформацію про систему можна отримати із експериментального вимірювання величини . Поширеним поясненням природи ПМН є модель ентропії множинних фононних збуджень [1], яка дає можливість оцінити величину електрон-фононної взаємодії в системі.

Проте, нещодавно було продемонстровано [2, 3], що експериментально спостережувана компенсаційна поведінка рухливості носіїв заряду в плівкових органічних польових транзисторах не є справжнім явищем, а скоріше екстрапольованим ефектом, що виникає, як наслідок часткового заповнення носіями заряду розподілу локалізованих станів, що дає можливість оцінити ширину цього розподілу, який має форму Гауса. Щоб розв'язати це протиріччя, ми досліджуємо вплив різних моделей густини локалізованих станів на макроскопічний транспорт носіїв заряду в невпорядкованій органічній системі, використовуючи аналітичне наближення  ефективної середовища.

Основним результатом цього дослідження [4] є те, що специфічне усереднення між вузлових швидкостей стрибка в звичайній енергетично невпорядкованій системі руйнує справжній визначений термодинамікою ефект ПМН, і тому макроскопічний транспорт більше не відображає мікроскопічні показники. Компенсаційна поведінка, що спостерігається для рухливості носіїв заряду в органічних польових транзисторах при зміні концентрацій носіїв заряду, може бути відтворено незалежно від одно фононного або багато фононного характеру активованих переходів і обумовлена ступенем енергетичного безпорядку напівпровідника.

Інший чудовий висновок полягає в тому, що формалізм невпорядкованості передбачає справжній ефект компенсації з використанням багато фононних частот, якщо невпорядкований напівпровідник містить значну концентрацію глибоких пасток, так що сумарна густина локалізованих станів має два піки Гауса. Таким чином, у цьому дослідженні аналізується протиріччя між моделями безпорядку та множинних фононних збуджень щодо компенсаційного ефекту, що має важливе значення для інтерпретації компенсаційного ефекту в невпорядкованих органічних напівпровідниках.

 

1.    A. Yelon et al. Rep. Prog. Phys. 69 (2006) 1145.

2.    I. I. Fishchuk et al. Phys. Rev. B 81 (2010) 045202.

3.    I. I. Fishchuk et al. Phys. Rev. B 90 (2014) 245201.

4.    I. I. Fishchuk et al. Phys. Rev. Appl. 10 (2018) 054063.