якій концентрація носіїв залежить від енергії виривання електрона з сполученої системи з переходом його в квазісвободное провідний стан (концентрація носіїв струму залежить від ширини забороненої зони) і яка збільшується з ростом температури.
З урахуванням усіх зазначених особливостей є кілька варіантів пояснення механізму перенесення струму в органічних напівпровідниках. Насамперед пробують використовувати зонний механізм, детально розроблений для неорганічних напівпровідників. У застосуванні до досліджуваних сполученим системам зонний механізм дає наступну картину. Взаємодії між електронами ведуть до виникненню спільною для всього речовини зони провідності, в якій концентрація носіїв експоненціально зростає із зростанням температури. При цьому низька рухливість пояснюється вузькістю зон провідності. Однак зонні подання навряд чи можуть служити основою для побудови спільного механізму електропровідності в напівпровідникових полімерах, оскільки такою схемою в більшості випадків суперечать позитивний температурний хід О± і занадто низька рухливість, при якій поняття В«зонаВ» втрачає сенс. В цілому зонний механізм непридатний. У Зокрема, зонним механізму суперечить температурний хід термо-е.р.с.
Згідно іншому механізму, званому тунельним, електропровідність визначається ймовірністю міжмолекулярної тунельного переходу електронів, іншими словами, частотою квантовомеханічного без активаційного В«просочуванняВ» крізь міжмолекулярної бар'єр. Ефективність тунелювання пропорційна концентрації електронів на збуджених рівнях яка в свою чергу експоненціально зростає із збільшенням температури. У деяких випадках тунельний механізм підтверджується збігом експериментальних даних з розрахунковими, отриманими з урахуванням форми бар'єрів. Однак і цей механізм, мабуть не є головним у випадку полімерних напівпровідників, тому що згідно теоретичним розрахункам він "малоймовірний" для речовин з низькою рухливістю носіїв.
Тунельний механізм передбачає, що справжня енергія активації провідності визначається енергією перекладу електрона на збуджений рівень, тому для полімерів з системою зв'язаних зв'язків енергія активації провідності повинна бути мала і з зростанням ступеня сполучення в макромолекулі прагнути до нуля. Ефективність тунельних переходів пропорційна концентрації електронів на збуджених рівнях, яка зростає з температурою. Вимірювання електропровідності на змінному струмі говорять на користь вельми малих енергій активації зародження носіїв всередині області сполучення (~ 0,1 ев).
Перескокова механізм електропровідності передбачає можливість протікання струму допомогою активаційних перескоків носіїв струму з однієї області гарною провідності полімеру (мабуть, області полісопряженія) в іншу з подоланням енергетичних бар'єрів, створюваних погано провідними (Діелектричними) бар'єрами (невпорядкованими або неспряженість структурою). Підвищення температури не змінює числа ефективних носіїв струму, що виникають в полісопряженних областях (областях В«колективногоВ» взаємодії я-електронів), а збільшує ймовірність перескоків, тобто їх число (Рухливість носіїв). Вважають, що Перескокова механізм найбільш імовірний в речовинах з малою рухливістю носіїв струму [0,005 - 0,01 см 2 /(у В· сек)], де ефект Холла не вимірюється, хоча загальна концентрація носіїв може бути порядку 10 -10 | 8 см 3 .
Мабуть, найбільш задовільне пояснення особливостей провідності в органічних напівпровідниках в даний час можна дати за допомогою Перескокова го механізму, згідно з яким струм виникає завдяки активаційним перескоком носіїв з однієї полісопряженной області в іншу над діелектричними бар'єрами, створюваними невпорядкованою (неспряженість) структурою. Зародження і переміщення носіїв всередині полісопряженной області майже не вимагають енергії активації. Зростання температури не змінює концентрації носіїв, а експоненціально збільшує ймовірність перескоків, тобто рухливість. Як показує розрахунок, в системах з таким переміщенням носіїв спостерігати ефект Холла дуже важко. Теоретичні роботи останніх років вказують на велику ймовірність перескокового механізму в порівнянні з іншими схемами для систем з низькою рухливістю носіїв. У зв'язку з цим цікаво підкреслити, що вимірами на змінному струмі вдалося експериментально підтвердити вельми малі значення енергії активації зародження носіїв всередині області сполучення (Близько 0,1 ев), в той час як вимірювання на постійному струмі показали, що процес електропровідності лімітується стадією зі значною енергією активації (порядку 1,0 ев), тобто очевидно, надбар'єрного перескоками між ділянками сполучення.
Таким чином, для більшості типових полімерних напівпровідників найбільш правдоподібним слід, мабуть, визнати Перескокова механізм, хоча висловлено також думка, що електричне поведінка напівпровідникових полімерів визначається накладенням двох активаційних процесів - зміна кон...
