Dépendance de la concentration des porteurs de charge à la mobilité par saut dans des matériaux organiques avec désordre gaussien

Il a récemment été démontré que la mobilité par saut dans les matériaux organiques semi-conducteurs dépend de la concentration des porteurs de charge. Nous avons analysé cet effet dans le cadre de six modèles semi-analytiques existants, pour le cas d'une densité d'états (DOS) gaussienne. Ces modèles n'avaient soit pas été appliqués précédemment au cas d'une DOS gaussienne, soit nécessitent une modification majeure. La mobilité est constante en dessous d'une certaine concentration, qui diminue avec l'augmentation du rapport \^{}s de la largeur de la DOS à l'énergie thermique k₁T, et elle augmente pour des concentrations plus élevées. À des concentrations très élevées, des effets d'état final limitent cette augmentation ou donnent même lieu à une diminution. Une expression analytique est donnée pour la mobilité, , sous la forme du produit de la mobilité dans la limite de faible concentration multiplié par un facteur d'amélioration dépendant de la concentration (c) et de \^{}s. En fonction de c, ln () varie approximativement de manière linéaire avec 1∕T ou avec 1∕T^2. Cette découverte pourrait mener à une solution pour la controverse de longue date entre les modèles de saut basés sur les polarons et ceux basés sur le désordre.