Thin-film metal oxides in organic semiconductor devices: their electronic structures, work functions and interfaces

2013年7月19日 NPG Asia Materials 5, e7 (2013) doi:10.1038/am.2013.29


有機半導体は、従来のシリコン系半導体に比べて製造コストが安く、持続可能性が高い上に、曲げやすさ(フレキシビリティー)などの特性を導入することもできる魅力的な代替材料である。しかし一般的に、有機材料は固有の電荷キャリア(電子または正孔)を持たないため、デバイス中の電荷は全て電極由来でなければならない。電極で生成した電荷は電極‐有機材料界面を通過する必要があるが、この過程はエネルギー障壁によって妨げられてしまう。そこで、電荷注入を制限するエネルギー障壁を下げるために、電極材料と有機材料の間に遷移金属酸化物薄膜がバッファー層として配置される。Mark GreinerとZheng-Hong Luは今回、こうしたさまざまなバッファー層に関する最近の研究成果を概説し、特定の目的に最適な金属酸化物を選ぶ方法、さらには金属酸化物層の厚みや金属カチオンの酸化状態、欠陥濃度を調節することによって薄膜の特性を調整する方法について考察している。

Mark T Greiner & Zheng-Hong Lu

Organic electronics: Designer buffer layers
Organic semiconductors offer an attractive alternative to the traditional, silicon-based components of electronic devices. Cheaper to produce and more sustainable, they can also introduce different attributes, such as flexibility, to these devices. However, as organic materials do not typically possess intrinsic charge carriers — electrons or holes — all charges in the device must originate from the electrode and pass through the electrode-organic material interface, a process hindered by an energy barrier. Mark Greiner and Zheng-Hong Lu review recent achievements in a versatile class of buffer layer — thin films of transition metal oxides — that can be positioned between the two materials to reduce the energy barrier that limits charge injection. The researchers discuss how to select the most suitable metal oxide for a specific purpose, and then tune the thin film's properties by adjusting the thickness of the metal oxide layer, the oxidation state of its cations and the concentration of its defects.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)