Análise de modelos de transporte eletrônico em transistores orgânicos de efeito de campo

Abstract

O presente estudo analisa os mecanismos que governam o transporte eletrônico em semicondutores orgânicos, aplicando-os em transistores orgânicos de efeito de campo (OFET). O semicondutor utilizado nos testes foi o pentaceno em um OFET de arquétipo “bottom-gate”. As teorias abordadas para o transporte eletrônico incluíram o acoplamento elétron-fônon, polarons, mecanismo de hopping e percolação. Realizamos a análise dos dados por meio da metodologia de Aproximação de Canal Gradual (GCA). As simulações computacionais que fizemos foram baseadas no mecanismo de condutividade por percolação desenvolvido por Vissenberg-Matters (VM) [1]. Por meio da GCA, demonstramos que o OFET estudado tem uma razão on/off de 102 a 103 para uma voltagem de -30V aplicada no dreno. Sendo que o fim do regime linear se deu logo após os -9V e o início do regime de saturação ocorreu logo após -16V. A mobilidade de cargas calculada no canal do OFET durante o regime de saturação foi de 0,42 cm2/V.s e de 0,96 cm2/V.s durante o regime linear. Pelas simulações feitas do modelo VM, obtivemos um bom ajuste ao comportamento linear do transistor operado, conseguindo explicar quantitativamente o transporte de cargas em sistemas desordenados, tais como são os vistos em materiais orgânicos.