Диссертация

Диссертационная работа посвящена исследованию проводимости и фотопроводимости композитного материала, состоящего из полимера поли 3-гексилтиофена (P3HT) и кремниевых наночастиц (nc-Si), внедренных в него (далее – композит P3HT/nc-Si). В работе показано, что транспорт носителей заряда в композите P3HT/nc-Si происходит по локализованным состояниям полимера, распределенным по закону Гаусса. При этом кремниевые наночастицы оказывают влияние на параметры распределения электронных состояний в полимере P3HT, что приводит к изменению значений проводимости и фотопроводимости композита P3HT/nc-Si в широких пределах при изменении концентрации nc-Si. Проводимость композита P3HT/nc-Si в сильных электрических полях (больше 10 кВ/см) описывается законом Пула-Френкеля. Закон Пула-Френкеля в композите P3HT/nc-Si объясняется экспоненциальной зависимостью подвижности носителей заряда от квадратного корня из напряженности приложенного электрического поля. Фактор Пула-Френкеля зависит от объемной доли nc-Si и определяется шириной гауссиана плотности электронных состояний, по которым осуществляется транспорт носителей заряда. Продемонстрирована возможность путем варьирования концентрации наночастиц кремния изменять в широких пределах величину фотопроводимости композита P3HT/nc-Si. Увеличение фотопроводимости композита связано с повышением вероятности распада фотоиндуцированных экситонов на свободные электроны и дырки на границе P3HT и nc-Si. Практическая значимость работы состоит в показанной возможности создания фотоприемников на основе композита P3HT/nc-Si. По ряду параметров (спектральный диапазон, токовая фоточувствительность) созданные в работе лабораторные прототипы фотоприемников на основе композита P3HT/nc-Si превосходят известные аналоги на основе органических полупроводников.