Розробка плівкових структур органічної електроніки на основі нанорозмірних плівок фталоціанінів нікелю та ванаділу (NiPc та VOPc)

Abstract

Дисертація присвячена розробці плівкових структур органічної електроніки на основі нанорозмірних плівок фталоціанінів нікелю та ванаділу (NiPc та VOPc), зокрема фотовольтаїчних, бістабільних, сенсорних, а також світловипромінювальних структур. Досліджені структурні, морфологічні, оптичні характеристик тонких органічних плівок NiPc та VOPc. Розроблені фотовольтаїчні структури на основі VOPc модифіковані PyG та Alq3 в результаті чого ефективність перетворення світла у таких структурах підвищується майже на порядок. Виявлений ефект бістабільності у структурі на основі NiPc, що створює передумови для використання такої структури в елементах пам’яті. Модифіковано органічну світловипромінювальну структуру на основі Alq3 додатковим шаром NiPc, що привело до підвищення яскравості до 2600 кд/м2. Досліджено вплив газового середовища аміаку на газосенсорні властивості тонких плівок NiPc в залежності від матеріалу металевого контакту та розроблені рекомендації по його вибору.Диссертация посвящена разработке плёночных структур органической электроники на основе наноразмерных пленок фталоцианинов никеля и ванадила (NiPc и VOPc), в частности фотовольтаических, бистабильных, сенсорных, а также светоизлучающих структур. В работе представлены исследования структурных, морфологических, оптических характеристик тонких органических пленок NiPc и VOPc в зависимости от технологических режимов их формирования. Показано, что с уменьшением скорости осаждения плёнок их структура характеризируется большей кристалличностью и более развитой поверней. Созданы фотовольтаические структуры модифицированные наноразмерными слоями PyG, Alq3, CuI, а также структуры на основе диодов Шоттки для использования в элементах памяти и сенсорах газа, исследованы их вольт-амперные, импедансные характеристики. При исследовании фотовольтаических структур на основе плёнок VOPc осажденных из скоростью 0,02 нм/с обнаружено увеличение КПД созданной структуры по сравнению со структурой на основе пленок VOPc осажденных при скорости 0,22 нм/с. Также введение защитного буферного слоя пиронина Ж в фотовольтаичискую структуру системы ITO/VOPc-s/C60/PyG/Al способствует увеличению тока короткого замыкания на 0,13 мА/см2. Исследованы структуры ITO/NiPc/Al в которых слой NiPc осажден при скоростях осаждения 0,3 и 1 нм/с. Вольт-амперные и импедансные исследования созданных структур показали бистабильность тока в структуре с плёнкой NiPc которая формировалась со скоростью 1нм/с. Это обусловлено возникновением большого количества примесных ловушек между зернами плёнки что берут участия в токопрохождении. На основании этого исследования можно говорить о возможности использование тонких плёнок NiPc как базовых для элементов памяти. Модифицировано органическую светоизлучающую структуру на основе Alq3 дополнительным слоем NiPc, что привело к повышению яркости к 2600 кд/м2. Исследовано влияние газовой среды аммиака на газосенсорные свойства тонких пленок NiPc в зависимости от материала металлического контакта и разработаны рекомендации по его выбору. Обнаружено что при использовании алюминиевого контакта происходят окисно-восстановительные процессы при воздействии паров аммиака что приводит к возникновению ионного тока который вносит вклад в сенсорный отклик структуры. The thesis is devoted to the development of film structures of organic electronics based on nanoscale films of nickel and vanadyl phthalocyanine (NiPc and VOPc), including photovoltaic, bistable, sensor, and light-emitting structures. The structural, morphological, optical characteristics of NiPc and VOPc organic thin films were investigated. Was formed organic structure based on investigated thin films NiPc and VOPc including another nanoscale layers of organic and inorganic semiconductors, investigated their current-voltage, impedance characteristics. Was investigated sensetive organic structure based on NiPc with different top contacts under influence of ammonia medium. It was study thin film NiPc as hole-transport layer in organic light-emitting structure based on Alq3, as result led to increase in brightness up to 2600 kd/m2.