Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Dienstag
Landau levels in the scattering between EC at higher voltage biases.
HL 22.11 Di 17:45 H14
Transporteigenschaften von 2D-Elektronengasen unter dem
Einfluss von benachbarten InAs-Quantenpunkten — •Marco
Ruß 1 , Axel Lorke 1 , Dirk Reuter 2 und Andreas Wieck 2 —
1 Laboratorium für Festkörperphysik, Universität Duisburg-Essen,
Lotharstr. 1, 47057 Duisburg — 2 Angewandte Festkörperphysik,
Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum
Wir untersuchen die Transporteigenschaften zweidimensionaler Elektronengase
(2DEGs) unter dem Einfluss eines steuerbaren Störpotentials.
Dazu verwenden wir eine wenige Nanometer vom 2DEG entfernte
HL 23 Organische Halbleiter
Schicht von selbstorganisierten InAs-Quantenpunkten, die gezielt mit
jeweils 0-6 Elektronen geladen werden können. Der Ladungszustand
der Quantenpunkte wird durch Kapazitätsmessungen (CV) bestimmt.
(Magneto-)CV Messungen und Messungen des Quanten-Hall-Effektes erlauben
darüber hinaus Rückschlüsse auf die Beweglichkeit und Ladungsträgerkonzentration
des 2DEG. Wir beobachten, dass die klassische Hall-
Gerade die QH-Plateaus asymmetrisch schneidet, wie es für 2DEGs unter
dem Einfluss von negativ geladenen Störstellen typisch ist. Dieses Verhalten
ist jedoch – wie auch die Beweglichkeit – nur schwach abhängig vom
Ladungszustand der Quantenpunkte. Dies lässt auf einen dominierenden
Einfluss des (piezoelektrischen) Verspannungspotentials der Inseln
schliessen.
Zeit: Dienstag 16:45–19:00 Raum: H13
HL 23.1 Di 16:45 H13
Charge-carrier mobilities in ultrapure organic crystals: Theory
and modelling — •Karsten Hannewald and Peter Bobbert —
Technische Universiteit Eindhoven, P. O. Box 513, 5600 MB Eindhoven,
The Netherlands
We present a novel theory of charge-carrier mobilities in organic crystals,
based on an analytical evaluation of the Kubo formula within a
mixed Holstein-Peierls model. In combination with ab-initio calculations
of the material parameters, our theory represents a direct and easy-to-use
method to calculate the temperature dependence of the mobilities. This
is exemplified for naphthalene crystals where our results [1] agree well
with the experimental data.
[1] K. Hannewald and P. A. Bobbert, submitted to Phys. Rev. Lett.
HL 23.2 Di 17:00 H13
Alterung organischer Feld-Effekt Transistoren mit Pentacen —
•Christoph Pannemann, Thomas Diekmann und Ulrich Hilleringmann
— Universität Paderborn, Fakultät EIM-E, Sensorik, Warburger
Str. 100, D-33098 Paderborn
Organische Feld-Effekt Transistoren (OFET) wurden durch thermisches
Verdampfen von Pentacen auf p-leitenden 100-Silizium-Substraten
mit SiO2 als Dielektrikum hergestellt. Eine Alterung über neun Monate
unter Laborbedingungen hatte deutlichen Einfluss auf die Ladungsträger
Beweglichkeit, die on-off Rate, die Schwellspannung und den maximalen
Einschaltstrom. Sauerstoff und Wasserdampf aus der Umgebungsluft erzeugen
geladene Störstellen an den Korngrenzen der Kristallite des organischen
Films. Trotz einer Abnahme des Einschaltstroms um drei und
der Ladungsträger-Beweglichkeit um mehr als zwei Größenordnungen
zeigten die OFETs über den gesamten Beobachtungszeitraum typisches
Transistorverhalten. Eine thermische Nachbehandlung unter Vakuum-
Bedingungen in einem anderen Experiment führte zu einer Verminderung
der Ladungsträger Beweglichkeit und des maximalen Einschaltstroms
sowie einer Verschiebung der Schwellspannung, verursacht durch
Alterung vergleichbar mit dem dangling-bond Mechanismus in Silizium-
Transistoren.
HL 23.3 Di 17:15 H13
Structural anisotropy of different conjugated polymer films —
•Tobias Erb 1 , Sofiya Raleva 1 , Uladzimir Zhokhavets 1 , Gerhard
Gobsch 1 , Bernd Stühn 1 , Pavel Schilinsky 2 , Christoph
Brabec 2 , Maher Al-Ibrahim 3 , and Steffi Sensfuss 3 — 1 Institute
of Physics, Ilmenau Technical University, 98684 Ilmenau, Germany —
2 Siemens AG, CT MM 1 Innovative Electronics, 91052 Erlangen, Germany
— 3 TITK Institute Rudolstadt, Department Functional Polymer
Systems, 07407 Rudolstadt, Germany
The morphology and especially the structural anisotropy of thin
polymer films are decisive for their optical and transport properties
in view of application in organic solar cells. The structural
anisotropy of thin spin-coated pure P3OT- (poly[3-octylthiophene]),
P3HT- (poly[3-hexylthiophene]), MDMO-PPV-films (poly[2-methoxy, 5-
3’,7’-dimethyl-octyloxy]-p-phenylene vinylene) and their blends with
fullerene derivatives on miscellaneous substrates (silicon, glass/ITO and
glass/ITO/PEDOT) were studied by X-ray diffraction. We have investigated
the influence of annealing and the regularity of polymer side chains.
In addition, the mean size of polymer crystallites and their orientation
within the film have been estimated.
HL 23.4 Di 17:30 H13
Field effect in organic MIS structures — •Marcus Ahles,
Roland Schmechel, and Heinz von Seggern — Materialwissenschaft,
elektronische Materialeigenschaften, TU-Darmstadt,
Petersenstra”se 23, 64287 Darmstadt
Organic field effect transistors are attracting more and more attention
due to their flexibility and low cost. Charge injection and charge accumulation
are basic processes in such devices. To study these processes in
more detail, we present the characterisation of the field effect in metal
insulator semiconductor (MIS) devices by impedance spectroscopy. The
impedance spectra show a strong dependence on the applied bias voltage.
Introducing an equivalent circuit and a simple hopping model of charge
transport in the organic semiconductor the impedance spectra can be
well explained and the centre of the charge distribution in the organic
layer can be extracted. Further, charge injection at the semiconductor
metal interface is studied. For pentacene we observe both electron and
hole accumulation. Unlike holes, which are found close to the insulator
interface, electrons are immobilized in the vicinity of the injecting electrode.
This is interpreted by the presence of deep electron trap states.
The role of those states is further discussed with respect to hysteresis
effects in the C-V characteristics as well as in the transistor characteristics.
Finally we show, that a gold contact causes an effective p-doping in
pentacene. This fact plays an important role in respect to short channel
effects in field effect transistors.
HL 23.5 Di 17:45 H13
Polymer-Fullerene Solar Cells with 3.1% Power Conversion Efficiency
— •Ingo Riedel, Jürgen Parisi, and Vladimir Dyakonov
— Energy- and Semiconductor Research Laboratory, Institute of Physics,
University of Oldenburg, D-26111 Oldenburg, Germany
Polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells have run through a
rapid development over the past 8 years. Power conversion efficiencies
in the range 2.5 % - 3 % have been demonstrated. For commonly used
absorber materials the insufficient transport properties of the semiconductors
require low absorber thickness of 100 nm or below and therefore
limit the absorption. A higher active layer thickness, however, is required
to increase the amount of absorbed photons and consequently to increase
the short-circuit photocurrent of the solar cell.
In this work we demonstrate that by using material components with
relatively high mobility-lifetime product it is possible to overcome the
transport limitation of the photocurrent. For solar cells based on regioregular
poly[3-hexylthiophene 2,5 diyl]:phenyl-C61 butyric acid methyl ester
(P3HT:PCBM) composites, the active layer thickness was increased from
50 nm to 350 nm with respective photocurrent densities ranging from 5.7
mA/cm 2 to 15.4 mA/cm 2 . For the device with 350 nm absorber thickness
a power conversion efficiency of 3.1 % at 100 mW/cm 2 white light
illumination was obtained.
HL 23.6 Di 18:00 H13
Infrared ellipsometry characterization of organic conducting
thin films — •M. Schubert 1 , C. Bundesmann 1 , G. Jakopic 2 , A.
Haase 2 , H. Arwin 3 , N. C. Persson 3 , F. Zhang 3 , and O. Inganäs 3
— 1 Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Instititut für Experimentelle
Physik II, Universität Leipzig, Linnéstraße 5, 04103 Leipzig —
2 JOANNEUM Research Forschungsgesellschaft mbH, Steyrergasse 17, A-
8010 Graz, Austria — 3 Department of Physics and Measurement Technology,
Linköping University, SE-581 83 Linköping, Sweden