Schémas de l'appareil. a – Coupe schématique de l'appareil. b – Fonctionnement du transistor à électrons chauds. Les électrons sont injectés en appliquant une polarisation émetteur-base négative, et détecté dans le semi-conducteur moléculaire. Ces électrons sont en déséquilibre avec les électrons thermiques de la base qui ne peuvent être décrits par une température plus élevée. Les mesures peuvent être effectuées sans ou avec un biais de base de collecteur appliqué de manière externe. Crédit :Frank Ortmann
Physiciens du Research Cluster Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) de la TU Dresden, avec des chercheurs espagnols, Belgique et Allemagne, ont pu montrer dans une étude comment les électrons se comportent lors de leur injection dans des films semi-conducteurs organiques. Les simulations et les expériences ont clairement identifié différents régimes de transport. L'étude est maintenant publiée dans Communication Nature .
Les processus de transfert de charge jouent un rôle fondamental dans tous les appareils électroniques et optoélectroniques. Pour les appareils basés sur la technologie des couches minces organiques, ceux-ci incluent l'injection des porteurs de charge via les contacts métalliques et le transport de charge dans le film organique lui-même. Les procédés d'injection aux contacts sont ici particulièrement intéressants car les résistances de contact aux interfaces doivent être minimisées pour une efficacité optimale du dispositif. Cependant, de telles interfaces internes sont difficiles d'accès et donc pas encore très bien comprises.
L'équipe du chef du groupe de recherche cfaed Frank Ortmann (Computational Nanoelectronics Group), avec des chercheurs espagnols, Belgique et Allemagne, a maintenant montré dans une étude que le mécanisme de transport électronique lorsqu'il est injecté dans un film organique peut être décrit par le modèle de saut de Marcus connu en chimie physique. Le modèle a été développé par le chimiste américain Rudolph Arthur Marcus. Des investigations théoriques et expérimentales comparatives ont identifié sans équivoque les régimes de transport prédits dans la théorie de Marcus. "Les prédictions dérivées par R.A. Marcus dans le contexte de la synthèse chimique dans les années 1950, en particulier le soi-disant « régime de Marcus inversé », n'a pu être confirmé que plusieurs décennies plus tard par des expériences systématiques sur les réactions chimiques. Pour ses importantes contributions théoriques, R.A. Marcus a reçu le prix Nobel de chimie en 1992", dit Ortmann.
"Maintenant, l'observation de la 'Région de Marcus inversée', dans lequel une tension plus élevée génère un courant plus faible, réussi pour la première fois dans un transistor organique, dans laquelle la tension d'injection peut être contrôlée activement", Ortmann continue. Cela conduit à une meilleure compréhension des dispositifs organiques électroniques et optoélectroniques en général.
