In-device spectroscopy at metal/organic semiconductor interfaces

Resumen

En esta tesis doctoral nos hemos basado en el estudio de las barreras energéticas presentes en lasinterfaces entre el nivel de Fermi de los metales y los niveles orbitales de semiconductores orgánicos.Este estudio se ha realizado mediante dispositivos electrónicos verticales de tres terminales y mediante lainyección y transporte de cargas eléctricas. De esta forma, hemos podido determinar cómo dichasbarreras energéticas afectan en el transporte eléctrico, lo cual influye directamente en el funcionamiento yeficiencia de dispositivos optoelectrónicos. La determinación de los niveles energéticos relativos devarios orbitales moleculares nos ha llevado a poder determinar directamente la banda de energíaprohibida de varios semiconductores orgánicos. El estudio se ha llevado a cabo con semiconductoresmoleculares y poliméricos tanto el ultra alto vacío como en condiciones ambientales respectivamente.Además de esto, hemos investigado cómo afecta la tensión mecánica en las barreras energéticas entremetales y semiconductores orgánicos. Para esto, hemos fabricado nuestros dispositivos en substratosflexibles y medidos doblados con distintos radios de torsión.En los dispositivos estudiados, las cargas se inyectan balísticamente en el semiconductor. Esta formaúnica de inyectar las cargas nos ha permitido observar en semiconductores orgánicos el Régimen deInversión Marcus. Como consecuencia de este régimen, hemos observado un diferencial de resistencianegativo en medida de corriente versus voltaje. Hemos podido manipular este último fenómeno mediantetemperatura, luz y campo eléctrico.