近日，華南師范大學華南先進光電子研究院教授周國富團隊副研究員劉飛龍課題組使用三維動力學蒙特卡羅模擬，研究發現揭示了器件物理機制。相關成果發表于《物理評論應用》，并獲編輯推薦在期刊主頁上高亮展示。
理解光電器件的工作原理，對于新型顯示、半導體等應用領域具有重要的科學意義。以有機發光二極管為例，理解其基本器件物理特性對于進一步設計和優化材料以及提高效率至關重要。實驗證明，稀釋某些無序有機半導體可顯著提高器件的電流密度。然而，實驗分析稀釋效應可能會受到各種復雜效應的阻礙，例如相分離區的形成和稀釋對能量無序的影響。迄今為止，人們還沒有闡明完整的物理理論解釋。
劉飛龍課題組使用三維動力學蒙特卡羅模擬，系統地研究了惰性材料稀釋對單極三明治型無序有機半導體器件中電流密度的影響。與傳統半導體物理理論不同，將無序有機材料摻雜入惰性材料進行稀釋后，由于“陷阱稀釋”效應，其電流電壓特性可以得到增強，他們系統性地研究了其內在物理機制。仿真結果證實了這種效應是由先前提出的陷阱稀釋引起的，并顯示了陷阱稀釋引起的電流密度增加何時會超過稀釋引起的遷移率下降的負面效應。
該研究還進一步研究了稀釋程度、層厚度、測量條件（電壓和溫度）以及平均跳躍距離（通過改變電子波函數衰減長度）的敏感性，并提出原創性的解析物理模型，很好地描述了三維模擬的結果，并與實驗結果相符。這些發現揭示了器件物理機制，可用于設計性能更優化的光電器件和半導體器件。
相關論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.21.014050
本文鏈接：新研究發現揭示器件物理機制http://m.sq15.cn/show-11-3451-0.html
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