Effective mobility in Organic Semiconductors
En materiales orgánicos, caracterizados por su desorden estructural, la definición y medición de la movilidad se vuelve compleja. En particular, es necesario introducir el concepto de movilidad eléctrica efectiva (
), que toma en cuenta no solo las cargas libres que conducen corriente, sino también aquellas atrapadas, las cuales afectan la respuesta eléctrica global del material.
Movilidad eléctrica (Materiales inorganicos)
La movilidad eléctrica en materiales inorgánicos es una propiedad intrínseca que describe qué tan rápido se mueve un portador de carga (electrón o hueco) bajo la acción de un campo eléctrico.
![\[J_p = \sigma_p E\]](https://jesuscapistran.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9c82fbe4a3ba342a2726070ff9fb2afb_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[J_p = q\mu_p p_p E\]](https://jesuscapistran.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-5cba22c4054d42469bf8d55896d42d4f_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
Donde la movilidad eléctrica bajo equilibrio térmico (T = cte) es:
.
(De la relación de Eistein)
Movilidad eléctrica (Materiales organicos)
En los semiconductores orgánicos, la corriente eléctrica suele ser significativamente menor que en los materiales inorgánicos no necesariamente por una baja movilidad eléctrica, sino debido a una baja densidad de portadores libres. Gran parte de las cargas generadas en estos materiales quedan atrapadas en estados defectuosos o trampas, y por lo tanto no contribuyen al transporte de corriente.
- En materiales organicos se suele utilizar el concepto de movilidad efectiva () el cual representa la movilidad reducida al considerar la fracción de carga total que realmente se encuentra en estados móviles.
![\[J_p = q \mu_{\text{eff}} p_p E\]](https://jesuscapistran.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bc443eb6b89813dd2a5b2e21896410b5_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
Donde:
![\[\mu_{\text{eff}} = \frac{p_p \mu_p + p_T\mu_T}{p_p + p_T}\]](https://jesuscapistran.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-319267be13416f13a190076d6ecd86bb_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
es la densidad de cargas atrapadas
movilidad de cargas atrapadas
Por lo tanto:
![\[\mu_{\text{eff}} = \frac{p_p }{p_p + p_T} \mu_p\]](https://jesuscapistran.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-8c72a2eed3b1a6240bfbf21309113049_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
La movilidad especifica de un semiconductor órganico es el valor de su mobilidad intrinseca (
) multiplicado por la fracción de carga total que se esta moviendo (no esta atrapada).
Medición de la movilidad eléctrica
El valor de movilidad eléctrica difiere de acuerdo a la tecnica de caracterización utilizada. Principalmante por que no se conoce el valor de densidad de portadores libres (electrones o huecos). Ademas, por que en los reportes (literatura) solo se suele reportar el valor como una constante y no se mencionan las condiciones de medición ( I, V , T).