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Probing Coulomb Interactions on Charge Transport in Few‐Layer Organic Crystalline Semiconductors by the Gated van der Pauw Method

范德堡法 极化子 有机半导体 库仑 材料科学 载流子 半导体 凝聚态物理 电荷(物理) 晶体管 电子迁移率 电介质 化学物理 纳米技术 光电子学 物理 电压 霍尔效应 电阻率和电导率 电子 量子力学
作者
Sai Jiang,Jun Qian,Qijing Wang,Yiwei Duan,Jianhang Guo,Bowen Zhang,Huabin Sun,Xinran Wang,Chuan Liu,Yi Shi,Qijing Wang
出处
期刊:Advanced electronic materials [Wiley]
卷期号:6 (7) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/aelm.202000136
摘要

Abstract A general understanding of the nature of the charge motions at the organic/dielectric interface requires an accurate examination on the influence from the Coulomb interactions among carriers. However, difficulties on this substantial issue are due to complicated interpretation and extraction of the intrinsic electrical parameters for the organic films. Here, the carrier transport in highly ordered, few‐layer organic crystalline semiconductors is studied by a geometry‐independent gated van der Pauw method, confining the charge carrier distribution at the precision of molecular layers and minimizing the effects of extrinsic factors. The characteristics of carrier transport are varied in different film layers and show nonideal features. The Fröhlich polaron model well explains the features and suggests that the Coulomb interactions among carriers should be considered at a high carrier density, which is manifested by the characteristic parameter 〈ξ 〉/2 measuring the extra potential for polaron transport. This understanding of the physical process between Coulomb interactions and polaron transport in organic crystalline semiconductors can enable promising strategies for achieving more ideal transistor performance and new device physics.
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