光电器件
光电器件的发展和应用前景
光电器件的发展和应用前景光电器件是指具有光电转换功能的器件，它是一种将光学信号转换成电学信号或将电学信号转换成光学信号的设备。
随着信息技术的不断发展，光电器件在通信、能源、医疗、安全、环保等领域得到了越来越广泛的应用。
本文将从光电器件的发展历程、技术特点、应用现状和前景等四个方面进行介绍。
一、光电器件的发展历程光电器件的发展可以追溯到19世纪初，当时人们在研究光的性质时，发现光可以产生热效应、化学效应和电效应。
到了20世纪初，人们开始研究光电效应，并发明了第一只光电管。
20世纪50年代，半导体材料的发明使得光电器件的性能得到了大幅度提升，光电器件也开始广泛应用于无线电、电视、雷达等通信技术中。
随着激光技术的快速发展，光电器件的应用领域进一步扩展，光纤通信、激光加工、光学成像等领域均离不开光电器件。
目前，光电器件技术得到广泛的应用，成为信息社会中不可缺少的一项技术。
二、光电器件技术特点1、高速传输光电器件的最大优点是其高速传输特性。
由于电子和光子速度的巨大差异，光电器件能够实现高速、稳定、可靠的信号传输。
2、低噪声光电器件的电路结构简单，噪声系数较低。
其电路板不会受电磁干扰，也不会发生电路杂音，从而保证了传输信号的稳定和高质量。
3、易于集成光电器件的制造工艺简单，易于集成，可以与其他电子元器件相结合，构成混合信号芯片，从而满足不同的应用需求。
4、无电磁干扰光电器件主要运用光信号传输，不涉及电磁干扰，具有良好的兼容性。
在一些特殊环境下，如爆炸或者高压极低温等，电子设备很难使用，而光电器件就能提供出更高的可靠性和安全性。
三、光电器件的应用现状光电器件的应用领域非常广泛。
其中，通讯领域是其应用的重要方向，光电器件主要用于光纤通信、卫星通信和无线通信等通信系统；医疗领域上，它们可以被用来进行生物检测、光学成像、激光治疗等；安保领域上，它们可以用于夜视仪、红外探测器、摄像机等。
在实际应用中，光电器件已经被广泛应用于各个领域。
光电器件的原理与应用
光电器件的原理与应用光电器件是用于将光信号转化为电信号或者反过来将电信号转化为光信号的设备。
它们已经在日常生活中得到了广泛的应用。
例如，我们使用的银行卡和信用卡中的金属芯片，电视遥控器中的红外线发射器，以及计算机显示器中的LED等都是光电器件。
本文将对一些典型的光电器件进行介绍，包括其原理和应用。
1. 光电二极管光电二极管（photodiode）是一种光电器件，它可以将光信号转化为电信号。
光电二极管是一种半导体器件，它的基本结构和普通二极管相似。
当光照射到光电二极管的PN结上时，它的能量被吸收并转化为电子能量。
这些电子将被加速，并产生电流。
光电二极管的应用非常广泛。
它们可以用于光学通信、机器视觉、扫描仪、光探测器和测量仪器等领域。
光电二极管还可以作为光传感器使用，例如，用于测量发光二极管发出的光线，并将其转化为与光亮度成比例的电信号。
2. 光电晶体管光电晶体管（phototransistor）是一种光电器件，它可以将光信号转化为电信号。
光电晶体管是一种三极管器件，它的结构和普通晶体管相似。
在光照射下，光电晶体管的PN结上就产生少量电流，这个电流可以控制晶体管的放大器部分。
与光电二极管相比，光电晶体管可以提供更高的放大系数。
它们通常用于光学通信中的接收端，以及用于音频放大器和低频线性放大器等。
3. 发光二极管发光二极管（light-emitting diode，LED）是一种半导体器件，它可以将电信号转化为光信号。
LED是被激活的半导体。
当电流通过晶体管时，它会释放光线。
由于LED几乎不会产生热量，所以它们被广泛应用于照明行业。
它们可以是大功率的，例如用于户外照明，或者是小功率的，例如用于小型手持设备。
LED还可以用于显示器和室内装饰方案等。
4. 激光二极管激光二极管（laser diode）是一种半导体器件，它可以将电信号转化为光信号。
激光二极管中的电流通过半导体结构时，就会产生高度集中的激光束。
光 电 器 件
1.发光二极管与光电二极管
1）、发光二极管 LED 发光器件
结构：由能发光的化合物半导体材料制作成PN结 功能：将电能转换成光能。
工作原理：PN结加正向电压导通时，发光； PN结加反向电压截止时，不发光。
导通电压：1 ~ 2V 导通电流：几 ~ 几十毫安，须接限流电阻
2
2）、光电二极管 受光器件
功能：将光能转换反向电流很小。
注意：光电二极管工作在反向状态！
3
3）光电三极管 受光器件
E（-）
C（+） 功能：将光能转换成电能，且有电流放大作用。
工作原理：无光照时，暗电流为 IC=（1+）ICBO； 有光照时，光电流为 IC=（1+）IL 。 IL为光照时流过集电结的反向电流。
注意：光电三极管工作时，发射结正偏， 集电结反偏！
4
4）光电耦合器
+
C
-
E
功能：由光将输入端的电信号传递到输出端。
工作原理： 输入端加电信号
发光二极管发光
光电三极管受光产生电流输出
特点：输入输出电气隔离，抗干扰能力强； 传输信号失真小，工作稳定可靠。
5
光电器件原理及应用
光电器件原理及应用光电器件是能够将光能转化为电能或者将电能转化为光能的一种器件。
光电器件通常由光电转换元件和电子元件两部分组成。
光电转换元件负责将光能转化为电能，电子元件负责将电能转化为光能。
光电器件的原理和应用非常广泛，下面将对其原理和应用进行详细的介绍。
光电器件的原理主要基于光电效应和半导体的特性。
光电效应是指当光照射到物质上时，物质中的电子会吸收能量，并升至能带中的导带，从而形成电学信号。
在光电器件中，常用的光电效应包括光电发射效应、内光电效应和外光电效应。
其中，光电发射效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会以速度高于光速的速度逸出金属表面，形成电子流。
内光电效应是指当光照射到半导体内部时，半导体内部的电子会受到激发，并跃迁至导带，形成导电电子和空穴。
外光电效应是指当光照射到半导体的PN结上时，将会形成光电势差，产生电流。
光电器件的应用非常广泛，以下将对光电器件在通信、能源和传感器方面的应用进行具体介绍。
在通信领域，光电器件主要应用在光纤通信系统中。
光纤通信系统是一种利用光信号传输信息的通信系统。
光电器件在光纤通信系统中起到了关键的作用。
例如，光电器件可以将传输的电信号转化为光信号，并通过光纤传输到接收端。
接收端的光电器件则可以将光信号转化为电信号，实现信息的传输。
光电器件在光纤通信系统中具有高速、低损耗和大容量传输等优点，因此广泛应用于现代通信系统中。
在能源领域，光电器件主要应用在太阳能电池中。
太阳能电池利用光电效应将太阳能转化为电能，供给电子设备使用。
光电器件在太阳能电池中起到了核心的作用，它可以将太阳光转化为电流，并经过电路传输到电池的端口，实现能量的存储和利用。
太阳能电池具有清洁、可再生、无噪音和长寿命等优点，因此成为了未来能源领域的热门技术之一。
在传感器领域，光电器件主要应用在光电传感器中。
光电传感器是一种利用光电效应检测和测量物体特性的传感器。
光电器件可以将物体反射、散射或透过的光信号转化为电信号，并通过电路进行处理和分析。
光电器件的工作原理
光电器件的工作原理光电器件是利用光与电的相互作用来实现能量转换和信号处理的一类器件，广泛应用于光通信、光储存、光伏发电等领域。
本文将介绍光电器件的工作原理及其应用。
第一部分：光电效应光电效应是光电器件工作的基础原理。
它指的是当光照射到金属表面或半导体材料上时，产生光电子或光电荷的现象。
1. 光电效应的基本概念光电效应是指当光照射到物质表面时，光子的能量能够将束缚电子从物质中解离出来，使其成为自由电子。
光电效应的实现需要满足光子的能量大于材料的逸出功。
2. 光电效应的机制光电效应分为光致电子发射和内光电效应。
光致电子发射是指光子的能量能够将部分束缚电子从物体表面解离出来，形成自由电子；内光电效应是指光子的能量能够激发晶体中的电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
3. 光电效应的应用光电效应广泛应用于太阳能电池、光电二极管、光电倍增管等光电器件中，实现能量的转换和信号的检测。
第二部分：基于半导体的光电器件基于半导体的光电器件是目前最常见和最重要的光电器件之一。
它主要包括光电二极管、光敏三极管和太阳能电池等。
1. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的器件。
它采用半导体材料，当光照射到PN结时，产生光电子和光电荷，形成电流。
光电二极管广泛应用于光通信、遥感、光电探测等领域。
2. 光敏三极管光敏三极管是一种以光电效应为基础的电子元器件。
它将光电效应应用于三极管中，当光照射到基区时，引起它与发射区的载流子浓度发生变化，从而改变输出电流。
光敏三极管主要用于光电传感、光电开关等方面。
3. 太阳能电池太阳能电池是最常见的光电器件之一，利用光电效应将太阳能转换为电能。
它采用半导体材料，当光照射到太阳能电池上时，光子的能量能够激发半导体中的电子从价带跃迁到导带，形成电流。
太阳能电池广泛应用于太阳能光伏发电领域。
第三部分：其他光电器件除基于半导体的光电器件外，还有其他类型的光电器件，如光敏电阻、光电隔离器等。
光电器件分类(一)
光电器件分类(一)光电器件分类光电器件的定义光电器件是利用光电效应或光致变化的物理机制进行能量转换或信号处理的器件。
光电器件的分类光电器件广泛应用于光电通信、光电显示、光电探测等领域。
根据其工作原理和应用特点，光电器件可以分为以下几类：1.光电转换器件这类器件主要用于将光信号转换为电信号或反之。
常见的光电转换器件包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻等。
其中，光电二极管是将光信号转换为电压信号的重要器件，通常用于光电探测、光电通信等领域。
光敏电阻则是根据光照强度的变化来改变电阻值，常用于自动光控、测光仪器等设备。
2.光电显示器件光电显示器件主要用于将电信号转换为可见光信号，实现图像或文字的显示。
最常见的光电显示器件就是LED（发光二极管），其利用电流通过半导体材料产生发光效应，具有高亮度、低能耗等特点。
此外，还有LCD（液晶显示器）、OLED（有机发光二极管）等光电显示器件。
3.光电探测器件光电探测器件主要用于检测、测量或接收光信号。
光电探测器件的广泛应用包括光通信、光谱分析、光电测量等。
常见的光电探测器件有光电二极管、光电三极管、光电二级管阵列等。
光电二级管阵列常用于 CCD（电荷耦合器件）摄像仪、光电测量仪器等。
4.光电励磁器件光电励磁器件是指利用光信号对材料进行励磁或改变材料的磁性。
这类器件具有控制灵活、响应速度快等特点，常用于光存储器、光纤记忆等领域。
5.光电传感器件光电传感器件是指利用光信号进行物理量、化学量等的测量和检测。
这类器件广泛应用于环境监测、生物医药、食品安全等领域。
其中，光电传感器件可以根据测量物理量的不同分为光电温度传感器、光电湿度传感器、光电压力传感器等。
以上是对光电器件的简要分类说明，随着科技的不断发展，光电器件将会在更多领域得到广泛应用，并且随着新的光电器件的研发与应用，其分类也将进一步扩展和细分。
光电器件工作原理
光电器件工作原理光电器件是一类能够将光能转化为电能或将电能转化为光能的器件。
光电器件的工作原理主要涉及光的吸收、光电转换和电流产生等过程。
一、光的吸收光电器件中的光吸收通常通过半导体材料实现。
半导体材料具有带隙能级，当光束照射到半导体材料上时，其中的光子能量可以被半导体吸收。
在光照射下，光子能量被半导体吸收后，电子会从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
光的吸收程度与光子能量与半导体带隙能级之间的关系有关。
二、光电转换光电转换是指将光能转化为电能的过程。
在光电器件中，光的吸收会导致电子在半导体中的能级发生变化，从而产生电流。
根据光电转换的机制不同，光电器件可以分为光电导型器件和光电势型器件。
1. 光电导型器件光电导型器件是通过光照射下的光电导效应来实现光电转换的。
当光照射到光电导型器件上时，光子能量被半导体吸收后，会激发产生电子空穴对。
在电场的作用下，电子和空穴会分别向着相应的电极运动，形成电流。
光电导型器件常见的应用包括光电二极管、光电晶体管等。
2. 光电势型器件光电势型器件是通过光照射下的内光电效应来实现光电转换的。
内光电效应是指当光照射到半导体材料中时，由于光子能量的吸收，半导体材料内部会形成电势差。
通过将半导体材料的两侧连接外电路，就可以利用这个电势差产生电流。
光电势型器件常见的应用包括太阳能电池、光敏电阻等。
三、电流产生在光电器件中，光的吸收和光电转换最终会导致电流的产生。
电流的大小取决于光的强度和光电器件的特性。
光电器件中的电流可以通过外电路连接到其他电子器件中，从而实现光电器件的应用。
根据不同的光电器件类型和具体的应用需求，光电器件的工作原理会有所差异。
但总体而言，光的吸收、光电转换和电流产生是光电器件工作的基本过程。
通过合理设计光电器件的材料、结构和电路，可以实现高效、稳定和可靠的光电转换效果，从而满足各种光电应用的需求。
总结光电器件的工作原理主要涉及光的吸收、光电转换和电流产生等过程。
光电器件你知道多少？
光电器件你知道多少？光电器件是指根据光电效应制作的器件称为光电器件，也称光敏器件。
光电器件的种类很多，但其工作原理都是建立在光电效应这一物理基础上的。
下面随小编去了解下光电器件。
一、光电器件种类光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器件。
二、光电器件组成1。
光敏电阻制作光电传感器用到最多的当属光敏电阻,光敏电阻在无光照的情况下电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降很多,导电性能明显加强。
光敏电阻的主要参数有暗电阻,暗电流,与之对应的是亮电阻,亮电流。
它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。
亮电阻与暗电阻差值越大越好。
在选择光敏电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。
2。
光电二极管光电二极管在无光照的条件下,其工作在截至状态,跟一般的二极管特性差不多,都具有单向导通性能。
当受到光照时,PN区载流子浓度大大增加,载流子流动形成光电流。
3。
光电三极管光电三极管跟普通三极管的区别在于发射极的尺寸做得比较小,当光照的时候光电流差不多等于普通三极管的基极电流,光电三极管与光电二极管相比,灵敏更高。
4。
光电池实际当中用得比较多的光电池是硅光电池。
它能够把光能直接转化成为电能。
光电池的一个重要特点是短路时的电流与光照基本成线性比例。
在运用中一般选择负载电阻很小。
负载电阻越小,线形度愈好。
5。
光电管光电管一般分为真空光电管和充气光电管。
充气光电管一般充氩气或氩氖混合气体,它们都属于惰性气体且原子量比较小。
充气光电管不足的地方在于灵敏度衰减快。
6。
光电倍增管光电倍增管主要由阴极室跟二次发射倍增系统构成。
光电倍增管的光电特性在光通量小的时候呈线性关系。
由于光电倍增管暗电流的存在,限定了其测量时的最小范围更多光电器件的相关资讯，请持续关注变宝网资讯中心。
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有机光电器件的界面特性研究2015级通信与信息系统研究生冯文琪 151320010摘要近些年来，有机光电器件由于其具有成本低，重量轻、材料容易设计合成、可做成大面积，显示柔性易弯曲折叠、制备过程简单等优点引起了越来越多的关注。
各种功能的有机光电器件相继被开发出来，例如有机发光二极管可以用在平板显示和固态照明，有机光伏电池作可以作为清洁可再生的能源可有效缓解当前社会的能源需求，有机场效应晶体可用来作为显示背板和智能卡片，还有有机存储，传感器等等显示了巨大的应用前景。
在有机光电器件中，界面对器件的性能和工作寿命有重要的影响。
虽然我们在有机光电器件领域已经取得了重大的突破进展，但由于在有机界面中存在界面偶极、电子极化、电荷转移激子等现象，传统的无机半导体理论不能完全适用于有机界面，对有机界面的物理机制缺乏清晰的认识，限制了有机光电器件的进一步发展，因此有必要对有机界面进行深入的研究进一步理解其深层的物理机制。
本文主要通过光电子能谱技术，对叠层有机光电器件中间连接层、正置和倒置结构有机光伏电池的界面电子结构和能级排列进行了系统的研究，此外还研究了电学掺杂、基底修饰和不同电子传输层对界面势垒的调控影响以及退火处理对有机异质结薄膜表面和界面电子结构的影响。
关键词：叠层有机光电器件中间连接层注入势垒倒置结构热退火第一章绪论1.1 引言随着经济和社会的发展，当前社会对半导体器件的要求越来越高，传统的单一功能的无机半导体器件已经难以满足当今社会多元化的需求。
以有机电致发光器件(OLED)、有机光伏器件(OPV)和有机场效应晶体管(OTFT) 为代表的有机光电功能材料和器件在新型平板显示、固态照明、高密度信息存储、柔性显示、新能源和光化学利用等领域显示了广阔的应用前景，因而受到研究人员越来越多的关注。
例如，OLED 技术具有全固态结构、主动发光、色彩丰富、可实现柔性显示等诸多优点，被认为是最有发展前景的下一代平板显示技术之一，且逐步在全球形成规模化生产。
OPV 技术由于成本低、工艺简单、易于制成大面积器件等诸多优点被认为是一种具有长远发展潜力的可持续发展的绿色环保能源技术，目前光电转换效率已接近商业化生产的要求。
OTFT 更以其低成本、可在柔性基板上加工、可低温成膜、可大面积制备等优点，其性能可与非晶硅相比，成为有机电子学的一个热点领域。
有机半导体器件同时具备原材料易于设计合成、重量轻便于携带、制备工艺简单可以采用低成本的打印和印刷方式加工、环境稳定性好以及可制作成大面积柔性器件等优点。
目前，有机光电器件已经广泛的应用在电子、信息、军事、航空航天等高科技行业，显示了广阔的应用前景，是未来电子工业发展的必然方向，吸引着越来越多的政府、企业和研究机构投入其中。
本章将着重介绍有机光电器件的发展历程，发展现状，基本原理以及当前面临的问题，最后对本论文的主要内容做简单的概括。
1.2 有机光电器件的发展历程长久以来，人们通常认为有机物是绝缘不导电的，因此大多被用来作为绝缘材料。
在 19 世纪 50年代，研究人员发现多环芳香烃化合物是由电荷转移复合物的半导体盐类卤化而成的，这阐明了有机化合物可以承载电流。
1954 年报道的苝-碘配合物，其导电率达到0.12 S/cm，到了70年代, 美国物理学家 A. J. Heeger、化学家 M. Mac Diarmid 和日本化学家 H.Shirakaw et.al 共同发现对聚乙炔分子进行碘掺杂的时候具有高导电性，可以使其变成良好的导体, 从而引起了有机半导体技术研究的热潮,他们也因"发现和发展出导电性聚合物"而获得2000 年诺贝尔化学奖。
1.3 有机光电器件的原理OLED的结构如下图1.1所示：它主要由高功函数的透明铟锡氧化物阳极(ITO)、空穴传输层、电子传输层、有机发光层和低功函数的金属阴极构成。
器件的能级排列如图 1.2 所示：在外加正向电场作用下，空穴从高功函数的ITO阳极注入到空穴传输层，电子则由低功函数的金属阴极注入到电子传输层，空穴和电子分别通过空穴和电子传输层，在有机发光层中复合从而形成激子(电子-空穴对)。
电子、空穴复合形成的激子稳定性较差，很容易通过分解、辐射、淬灭等途径从激发态回到基态，其中 OLED 的量子效率与激子的辐射复合有关。
电和空穴注入过程的平衡可以使有机发光二极管的量子效率达到最高的要求，即足够多的电子和空穴同时到达有机发光层并进行有效复合。
选择较高功函数的材料作为阳极和较低功函数金属材料作为阴极，在理论上可以显著降低空穴和电子的注入势垒高度，从而明显地提高电子和空穴的注入效率。
1.4 有机光电器件面临的问题尽管目前世界上各个国家和地区的科研机构、企业公司投入巨大的人力、物力和财力进行有机电致发光器件的研发，但其产业化程度远远低于人们的目标要求，其中最主要的原因是在该领域研究中还有很多关键性的问题没有得到根本解决。
例如在OLED发光材料的设计、彩色化技术、制膜技术、高分辨显示技术、有源驱动技术、封装技术等方面仍存在着重大基础问题需要克服，器件的寿命、效率低等严重制约其广泛的应用。
而要解决这一系列存在的问题，必须从材料的性能、器件结构、器件制备过程、器件工作原理、器件中界面特性、器件老化的物理机制、器件封装、先进的驱动和控制技术等多个方面进行综合分析。
从技术角度方面来讲，目前无论在高效稳定的电致发光材料制备、效率、还是在彩色化实现方案、驱动技术、电路、大面积成膜技术、高分子材料成膜的均匀性、封装技术、制备方法、制备工艺等方面都存在或多或少的问题。
此外，从科学角度方面来说，还有很多重大关键问题依然没有得到有效的解决：例如有机材料分子结构与发光性能、载流子传输特性的关系；电子结构和能态与发光性能之间的关系；有机材料的退化机制；器件结构、性能、退化机制之间的关系；器件中的界面工程与器件的关系等，这些是调控器件发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配，提高有机电致发光器件性能、提高器件稳定性和使用寿命的关键因素。
1.5 选题的意义和主要工作有机光电器件具有成本低、加工工艺简单、轻薄便携、可实现大面积制备柔性器件等优点，在发光二极管和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。
在有机光电器件的设计与制备当中，电极界面特性对器件的性能起着至关重要的作用，能显著影响到器件的载流子注入和提取效率，因此，良好的界面特性是实现高性能器件的必要前提条件。
有机光电子学在材料、功效、寿命、彩色化、大尺寸、柔性化、封装和生产工艺等方面尚有一系列理论、技术和工艺问题亟待解决，这些环节上存在的不足都相当程度地制约了有机光电功能材料与技术在产业化方向的发展。
其中，OLED技术要达到大规模的应用，取决于材料、设计和制备工艺等的全面进步，还需对材料和器件结构进行创新，以提高功效、增加稳定性和降低成本。
OPV 与传统的无机半导体太阳能电池相比，在光电转换效率、太阳光谱响应范围、器件的稳定性等方面还有待于提高。
OTFT 的工作电压和场效应迁移率有待于进一步改善，而且传统的无机半导体理论模型并不能完全解释有机半导体界面中存在的能带弯曲，界面偶极等问题。
因此对有机半导体与有机半导体、有机半导体与金属、有机半导体与无机半导体之间不同类型的界面物理化学特性进行深入的研究分析，对制备和优化高性能的有机半导体器件具有重要的现实指导意义。
本文主要利用X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)技术研究了叠层有机光电器件中内部连接层界面电子结构和能级排列，界面与电极之间注入势垒的界面势垒调控；倒置结构有机光电器件的界面电子结构以及退火处理对有机薄膜界面的电子结构特性影响。
其具体内容如下：(1)以 Li:Bphen/HATCN为连接层的高效叠层蓝光 OLED 的界面电子结构和能级排列研究(2)基于Bphen/Li:Bphen/HATCN/TPBI 连接层的高效稳定白光器件的界面电子结构研究(3)以 Bphen/Li:Bphen/HATCN/Mo O3为连接层的有机光伏电池的界面电子结构和电荷复合机理研究(4)基于 Cs F 掺杂Alq3电子传输层的界面电子结构研究(5)不同电子传输层对电子注入势垒调控的影响(6)基于ITO 基底修饰降低势垒的界面调控研究(7)正置和倒置Sub Nc/C60,Mo O3/Sub Nc/C60, Cs2CO3/Sub Nc/C60界面电子结构的研究(8)正置和倒置Sub Pc/C60, Mo O3/Sub Pc/C60, Cs2CO3/Sub Pc/C60界面电子结构的研究(9)退火过程对C60/Cu Pc, C60/Ti OPc,C60/PTCDA, C60:Cu Pc, C60Ti OPc 和C60:PTCDA 界面电子结构的影响(10)退火过程对 PTCDA/Cu Pc, PTCDA/Ti OPc, PTCDA:Cu Pc 和PTCDA:Ti OPc 界面电子结构的影响第二章有机半导体界面电子结构研究方法及实验技术2.1 无机半导体界面理论无机半导体界面最早指金属半导体界面，在1938 年 Schottky 提出在金属/半导体界面上存在稳定的空间电荷层。
Schottky 模型假设金属-半导体界面为理想的无相互作用的界面，没有界面电子态存在。
图 2.1 为该模型下热平衡时金属-半导体接触界面能带结构示意图。
根据Schottky模型假设，金属-半导体界面为一突变界面，在金属表面和半导体耗尽层分别有符号相反等电量的两种电荷，在耗尽层中半导体能带发生弯曲。
费米能级到价带或导带能级的电子和空穴的势垒高度分别为(q φBn)和(q φBp)。
在理想状况下，电子注入势垒(q φBn)决定于金属功函数(q φm)和半导体电子亲和亲和势(q χ)之差:χφφq q q m Bn -=同理，空穴注入势垒(q φBh)则为:)(χφφq q E q m g Bh --=其中 Eg 为半导体的禁带宽度。
因此，从 Schottky 模型可以看出，载流子注入势垒高度与接触的金属功函数呈线性关系。
2.2 有机半导体界面理论2.2.1 有机固体的电子结构图2.2是以势能陷阱为代表的电子结构的简化图，从图中可以明显看出原子、单个分子以及有机固体电子结构之间的差异[1]。
图2.2(a)为氢原子的电子结构图，由于原子核的存在而形成了电子的势能陷阱。
同时在陷阱内存在不同的原子轨道，而电子仅占据其中的1s 轨道。
真空能级(VL)处于势能陷阱的最上部位置，当电子能量高于真空能级时，电子就会脱离原子。
图2.2(b)描述了多原子分子的电子结构，可以看出，通过互相之间的原子核和其它电子的作用而形成的宽阱是其电子的有效势能阱。
可以明显看出，在最底层处的原子轨道仍处于原子的势能阱内，而在上层部分区域形成了离域的分子轨道(HOMO 和LUMO)，而真空能级仍处于势能阱的最外水平部分。