Uno de los principales debates en la conducción de semiconductores orgánicos es si los portadores de carga son electrones y huecos libres o si están acompañados de deformaciones en la red cristalina, formando polarones (o su versión doble, los bipolarones). Un polaron es un portador de carga que, debido a su interacción con el material, se asocia con una distorsión local de la red, lo que puede influir en su movilidad.

Si consideramos la conducción mediante portadores de carga libre (electrones y huecos) este mecanismo se puede explicar su movimiento en los semiconductores orgánicos.

• Conducción por bandas
• Conducción por hopping

Conducción Poole-Frenkel

• Similar a la conducción en semiconductores inorgánicos, donde los electrones y huecos se mueven libremente a través de la estructura del material.
• La movilidad es alta, pero los portadores pueden quedar atrapados en estados trampa, reduciendo la conducción efectiva.

Conducción Hooping

• Ocurre cuando los electrones y huecos no pueden moverse libremente en una banda y deben “saltar” de un estado trampa a otro.
• Su movilidad depende de la temperatura y del campo eléctrico aplicado.

En dispositivos reales, la conducción en semiconductores orgánicos puede involucrar una combinación de estos mecanismos. Por ejemplo, en transistores, algunos estudios rechazan la conducción por hopping, sugiriendo que la conducción sigue un modelo más cercano al de Poole-Frenkel cuando el dispositivo opera con corrientes significativas.

Estados trampra (niveles localizados)

Los materiales orgánicos presentan una alta densidad de estados trampa, que afectan la movilidad electrónica. Si observamos la magnitud de la movilidad eléctrica de los portadores de carga podemos diferenciar el mecanismo de conducción:

• Movilidad eléctrica < 10⁻⁴ cm²/Vs: Conducción por hopping.
• Movilidad eléctrica > 10⁻⁴ cm²/Vs: Conducción por bandas.