Эволюция электронного транспорта в пленках с резистивными переключениями при дестабилизации проводящего состояния

Аннотация

В ряде органических полупроводниковых пленок возможно прорастить сложную взаимоперекрывающуюся сеть одномерных нитей из материала контакта. Состояние системы нанонитей (количество нитей на единицу объемы и их степень взаимного перекрытия) динамически меняется в зависимости от внешнего воздействия. Показано, что структура нанонитей в пленках может обладать селективной чувствительностью к длине волны внешнего излучения и частоте переменного электрического поля. Предложены модели, описывающие поведение системы.

Полученные результаты

1. Показано, что в растворах Ph-Lu и NaPh-Mg не наблюдается существенной агрегации и сольватации. Сопоставление спектров поглощения растворов как для молекул Ph-Lu, так и для NaPh-Mg позволяет считать деформации молекул при переходе раствор-пленка малыми. Таким образом, для молекул в пленках применимы данные численного моделирования для изолированных молекул.
2. Показано, что в плёнках Ph-Lu и NaPh-Mg с серебряными нанонитями наблюдаются резистивные переключения с сопротивлениями проводящего и непроводящего состояний. В зависимости от конфигурации нанонитей можно выделить 3 основных возможных состояния системы: проводящее (нанонити целы), метастабильное (некоторые из нанонитей разорваны) и непроводящее (все нанонити разорваны). Переключение между состояниями полностью обратимо. В режиме постоянного тока состояние системы определяется величиной приложенного электрического поля и величиной протекающего тока.
3. Показано, что в пленках Ph-Lu величина электросопротивления может как расти, так и снижаться в зависимости от длины волны подсветки. Эффект объясняется в рамках модели, предложенной в работе [K. Drozdov, I. Krylov // JETP Letters 11, 742 (2021)]. Согласно этой модели основным влияющим фактором является область локализации фотовозбуждённых носителей заряда в органических молекулах. Предложена модель для описания изменения конфигурации сети нанонитей при подсветке.
4. Показано, что в пленках NaPh–Mg электрическое поле переменного тока может вызвать разрушение проводящего состояния. Для описания наблюдаемых эффектов была предложена модель частотно-зависимого тепловыделения и подвижных каналов.