Origine structurelle des états de gap dans les polymères semi-cristallins et implications pour le transport de charge

Nous quantifions le degré de désordre paracrystalin dans la direction de empilement des cristallites d'un polymère semi-cristallin semi-conducteur performant à l'aide d'une analyse avancée de la forme de ligne des rayons X. En utilisant des calculs de théorie de la fonctionnelle de la densité pour fournir des données à un modèle simple de liaison forte, nous obtenons la densité d'états d'un système de chaînes polymériques empilées avec des quantités croissantes de désordre paracrystalin. Nous trouvons que, pour un film aligné de PBTTT, le désordre paracrystalin est de 7,3%. Ce type de désordre induit une queue d'états de piège avec une largeur de 100 meV comme déterminé par le calcul. Cette découverte concorde avec des modélisations de dispositifs précédentes et fournit une justification physique pour le modèle de bord de mobilité.