Органическая электроника
Руководитель направления:
Никитенко Владимир Роленович
VRNikitenko@mephi.ru, ауд. 33-310
Исследования ведутся на базе Международной научно-исследовательской лаборатории «Органическая электроника». Мы исследуем фундаментальные физические процессы в органических полупроводниках и диэлектриках, наногибридных материалах и гетероструктурах на их основе: синглетные и триплетные экситоны, прыжковый перенос и рекомбинацию носителей заряда. Также, мы оптимизируем характеристики электронных приборов на основе органических полупроводников: светодиодов, фотовольтаических элементов, полевых транзисторов и др.
Никитенко Владимир Роленович
VRNikitenko@mephi.ru, ауд. 33-310
Исследования ведутся на базе Международной научно-исследовательской лаборатории «Органическая электроника». Мы исследуем фундаментальные физические процессы в органических полупроводниках и диэлектриках, наногибридных материалах и гетероструктурах на их основе: синглетные и триплетные экситоны, прыжковый перенос и рекомбинацию носителей заряда. Также, мы оптимизируем характеристики электронных приборов на основе органических полупроводников: светодиодов, фотовольтаических элементов, полевых транзисторов и др.
Основные методы исследований - аналитическое и численное моделирование, в том числе, с использованием методов Монте-Карло. Также, совместно с коллегами из других научных организаций ведутся прикладные исследования базовых элементов органической электроники.
Перспективные темы исследований
Теоретическое исследование транспорта и фотогенерации носителей заряда в неупорядоченных органческих и наногибридных материалах, применяемых в фотовольтаике
- Исследование дрейфа и диффузии носителей заряда в неупорядоченных органических материалах с дальнодействующими энергетическими корреляциями для широкого диапазона температур, напряжённости поля и концентрации
- Исследование кинетики и эффективности фотогенерации в неупорядоченных органических и наногибридных материалах
Фундаментальные и прикладные исследования нового типа конденсированных сред: конденсатов квантовых точек (QD-solids).
- Синтез, экспериментальные и теоретические исследования электронных и оптических свойств КТ-конденсатов для применений в электронике, в первую очередь в фотовольтаике и светодиодах.
- Создание новых гибридных (КТ-конденсаты) материалов и экспериментальных образцов фотовольтаических устройств (солнечных батарей, ИК-сенсоров) и светодиодов с выдающимися характеристиками на их основе.
Многомасштабное моделирование процессов переноса заряда в органических гетероструктурах
- Развитие методов моделирования переноса носителей заряда в органических гетероструктурах на различных масштабах методами квантовой химии, молекулярной динамики, Монте-Карло, аналитическими методами
- Разработка и совершенствование методов первопринципного предсказательного моделирования устройств органической электроники (светодиоды, солнечные батареи)
Примеры выполненных/текущих научных проектов, в которых мы принимаем участие
- Самосогласованное теоретическое исследование транспорта и фотогенерации носителей заряда в неупорядоченных органических и наногибридных материалах, применяемых в фотовольтаике (РНФ)
- Высокоэффективные гибридные светоизлучающие диоды на основе квантовых точек и проводящих органических полимеров (QD-LED) (РНФ)
- Теоретическое исследование неравновесного транспорта носителей заряда в неупорядоченных органических полупроводниках с учётом энергетического и пространственного беспорядка для различных моделей темпов прыжковых переходов и при различных экспериментальных условиях (РФФИ)
- Понимание зависимости транспорта зарядов от морфологии в органических полупроводниковых плёнках (Фольксваген-фонд, совместно с Университетом Байройта, Германия)
- Гибридные структуры на основе полимеров и нанокристаллов для создания тонкопленочных, малогабаритных и альтернативных источников питания (РФФИ)
- Теоретическое моделирование транспорта и фотогенерации носителей заряда в неупорядоченных органических и наногибридных материалах для применений в фотовольтаике (РНФ)
Основные научные результаты
1. Разработана аналитическая модель стимулированной полем диффузии в органических материалах с учётом как энергетического, так и недиагонального беспорядка.
2. Проведён теоретический анализ тонких пленок квантовых точек PbS c неорганическим лигандом – йодид тетрабутиламмония, применяемых в качестве активных слоёв для фотовольтаических преобразователей. Выяснено влияние данного лиганда на рост квантовой эффективности устройства. Построена аналитическая модель для оценки эффективности с зависимости от параметров устройства.
3. Развиты аналитические модели полевой и температурной зависимости подвижности электронов (дырок) и коэффициента диффузии триплетных экситонов в органических полупроводниках как с некоррелированным, так и с коррелированным беспорядком.
4. Разработана аналитическая модель для описания прыжкового транспорта поляронов в неупорядоченных органических материалах на основе модели многократного захвата.
5. Предложена модель многократного захвата как адекватный формализм для теоретического описания переноса носителей заряда в конденсатах полупроводниковых квантовых точек.
6. Получено аналитическое выражение для температурной и полевой зависимостей эффективности фотогенерации в неупорядоченных органических материалах с учётом энергетического и пространственного беспорядка.
1. Разработана аналитическая модель стимулированной полем диффузии в органических материалах с учётом как энергетического, так и недиагонального беспорядка.
2. Проведён теоретический анализ тонких пленок квантовых точек PbS c неорганическим лигандом – йодид тетрабутиламмония, применяемых в качестве активных слоёв для фотовольтаических преобразователей. Выяснено влияние данного лиганда на рост квантовой эффективности устройства. Построена аналитическая модель для оценки эффективности с зависимости от параметров устройства.
3. Развиты аналитические модели полевой и температурной зависимости подвижности электронов (дырок) и коэффициента диффузии триплетных экситонов в органических полупроводниках как с некоррелированным, так и с коррелированным беспорядком.
4. Разработана аналитическая модель для описания прыжкового транспорта поляронов в неупорядоченных органических материалах на основе модели многократного захвата.
5. Предложена модель многократного захвата как адекватный формализм для теоретического описания переноса носителей заряда в конденсатах полупроводниковых квантовых точек.
6. Получено аналитическое выражение для температурной и полевой зависимостей эффективности фотогенерации в неупорядоченных органических материалах с учётом энергетического и пространственного беспорядка.