Сегодня в выпуске:

• Распределение и динамика носителей заряда в нанокристаллических твердых телах легированных искусственными атомами.
• Начало наномасштабных вариаций в характеристиках солнечных элементов.

1. Распределение и динамика носителей заряда в нанокристаллических твердых телах легированных искусственными атомами.

Dong-Kyun Ko†, Jeffrey J. Urban‡ and Christopher B. Murray*†§ † Department of Materials Science and Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104 ‡ The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720 § Department of Chemistry, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104

DOI: 10.1021/nl100571m Дата публикации: April 22, 2010

Одно- и многокомпонентные нанокристаллы (НК) как новая форма конденсированного состояния вещества возбуждают в настоящее время все больший интерес. Ведь потенциально НК могут проявлять не только квантовые свойства в качестве самостоятельных строительных блоков, но и коллективные, посредством связывания в компоненты НК твердого тела. В настоящее время не существует теории, способной, как и для линейных полупроводников, описать каким образом скажется введение легирующих добавок на свойствах НК твердых тел.

Опытным путем было установлено, что в полупроводниковых НК системах, смешение двух различных НК материалов приводит к электронной активизации пленок. Однако потребовалось связать влияние легирующего эффекта на подвижность носителей заряда с микроскопической моделью. То есть понять, каким образом тождественность частиц примеси, их расположение и концентрация влияют на результаты измерений.

В статье приводятся результаты первых в своем роде измерений температурных зависимостей электропроводности легированных и нелегированных НК твердых тел. Также исследовано влияние легирования на концентрацию носителей заряда и их подвижность. Такого рода двойные измерения выступают в качестве уникального метода электронной спектроскопии для количественного обнаружения энергетического спектра носителей заряда и электронных состояний в НК твердом теле.

2. Начало наномасштабных вариаций в характеристиках солнечных элементов.

Behrang H. Hamadani*†, Suyong Jung†§, Paul M. Haney†, Lee J. Richter‡ and Nikolai B. Zhitenev† † Center for Nanoscale Science and Technology ‡ Chemical Science and Technology Laboratory National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland 20899 § Maryland NanoCenter, University of Maryland, College Park, MD 2074

Дата публикации: April 22, 2010

Фотоиндуцированная проводимость в солнечных элементах на основе гетеропереходов (ГП) сильно зависит от морфологии активационных слоев, образующихся в результате фазовых выделений. В данной работе системно изучаются наномасштабный фототоковую характеристику P3HT−PCBM гетроперехода (poly(3-hexylthiophene) и phenyl-C61-butyric acid methyl ester) с использованием фотопроводящей атомной силовой микроскопии (ФПАСМ).

Фототок локализуется либо непосредственно на краях, либо внутри фигурных металлических контактов. Фотохарактеристика, измеренная в приповерхностном слое, показала существенные неоднородностей с характерными размерами в диапазоне 100–500 нм низкоэффективными участками. Последние совпадают с областями, в которых нанесены маски P3HT толщиной ~10 нм. Измерения с наноконтактами подтвердили результаты ФПАСМ и показали, что вклад неоднородностей, стремясь к среднему значению, приводит к общеизвестным результатам для данного типа устройств. Кроме того, был применен специальный метод для того, чтобы срезать активных слой и создать клинья по всей длине среза, а затем применять методы ФПАСМ. Результат представлен на картинке и демонстрирует поразительную разницу между приповерхностным слоем и срезом материала. Предполагается, что резкое улучшение свойств фотопроводимости связано с фазовыми выделениями ниже приповерхностного слоя, размерами меньше 100 нм.