Análise teórica de correntes limitadas em semicondutores orgânicos dopados não intencionalmente

Abstract

A aplicação de materiais orgânicos em eletrônica vem ganhando cada vez mais espaço no mercado. Diferentemente dos materiais inorgânicos, os materiais orgânicos oferecem atributos interessantes para a fabricação de tecnologias tais como flexibilidade, ampla disponibilidade e sustentabilidade. Embora materiais orgânicos apresentem-se satisfatórios quando implementados à eletrônica, a matéria orgânica é bastante suscetível a influências do ambiente como, por exemplo, oxidação, umidade e variações de temperatura, que podem levar a mudanças significativas no comportamento elétrico e, por consequência, nos parâmetros que caracterizam esses materiais. Este trabalho, portanto, visa discutir uma metodologia capaz de analizar perfis V × J de dispositivos orgânicos tipo M-i-M (metal1-semicondutor-metal2), com a finalidade de extrair parâmetros de interesse, como, por exemplo, dopagens indevidas, barreiras de potencial e tensões internas buit-in. Para tanto, por meio do sotware Sentaurus TCAD, foram gerados perfis V ×J para a geometria M-i-M contando apenas com três variáveis livres : barreira de injeção, barreira de extração e dopagem. A partir dessas curvas, que possuem parâmetros conhecidos, foi discutida uma metodologia dividida em duas etapas, uma de análise qualitativa e outra de análise quantitativa. A análise qualitativa visou verificar a maneira como os perfis V ×J simulados se apresentaram em diferentes escalas de plotagem em comparação a perfis V × J de leis analíticas difundidas na teoria de semicondutores. A etapa quantitativa buscou, por meio de mecanismos de interpolações lineares em escala duplo logarítmo e derivadas numéricas, extrair parâmetros matemáticos avaliando essas equações de interpolação às leis analíticas. Os valores obtidos foram tabelados e comparados aos valores reais usados nas simulações. Em alguns casos, foi possível determinar adaptações para leis analíticas teóricas permitindo maior abrangência e aplicabilidade.