Anorganisch/organische Halbleiter-Schichtsysteme : Elektronische Eigenschaften und magnetische Resonanz

Abstract

Perylen-tetra-carbonsäure-dianhydrid (PTCDA) Schichten wurden durch Molekularstrahldeposition (MBD) im Hochvakuum auf ein Galliumarsenid (GaAs) Substrat aufgebracht und mit Goldelektroden kontaktiert. Das Schichtsystem wurde mit elektrischen Methoden (Strom-Spannungs-Kennlinien, Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien, Impedanz-Frequenz-Spektren und Photospannungsspektren), sowie mit elektrisch detektierter Elektronenspin-Resonanz (EDESR) untersucht. Aus den Messungen ergibt sich ein Modell für die relative Lage der Energieniveaus. Die Proben zeigten nichtlineare Strom-Spannungs-Verläufe. Aus Modellen für verschiedene Bereiche der U-I-Kennlinie wurden Leitfähigkeiten, Ladungsträgerbeweglichkeiten und Werte der Ladungsträgerbarrieren an den Grenzflächen ermittelt. Aus Kapazitätsspektren wurden Ladungsträgerdichten und Bandverbiegungen an den Grenzflächen ermittelt. Ein Ersatzschaltbild der Proben wurde an frequenzabhängige Impedanzspektren modelliert. Widerstände und Kapazitäten der einzelnen Grenzschichten konnten ermittelt werden. Die Photospannung wurde in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Anregungslichtes aufgenommen. Aus Spektren mit konstanter Intensität der Beleuchtung konnten Exzitonendiffusionslängen bestimmt werden. EDESR-Spektren der Proben wurden bei konstantem Strom durch die Systeme aufgenommen. Es wurden 2 Linien bei einem g-Faktor nahe 2 gefunden. Die Abhängigkeit der Signale von Mikrowellenleistung, Strom, Temperatur und Detektionsphase wurden untersucht. EDESR-Spektren bei Beleuchtung der Probe wurden aufgenommen und ausgewertet.