Modelo de equação mestra para o experimento de tempo de voo

Abstract

Resumo: Nessa pesquisa é analisado um modelo teórico para descrever o experimento de tempo de voo (TOF,Time-of-Flight), que é um experimento canônico na determinação da mobilidade dos portadores de carga em sistemas orgânicos desordenados. O modelo se baseia no transporte de carga conhecido por hopping ativado termicamente, no qual os portadores de carga realizam transições (saltos) entre estados localizados do material desordenado. A partir do modelo, são obtidas duas mobilidades distintas1: 1. a primeira delas, nomeada de mobilidade experimental E, é a mobilidade calculada com o tempo médio de trânsito, inferido a partir do sinal da fotocorrente, em completa analogia ao procedimento experimental; 2. a segunda mobilidade, nomeada de mobilidade teórica T , é a mobilidade calculada a partir do tempo médio de trânsito exato (denido estatisticamente). O ponto principal a destacar, é que o tempo médio de trânsito exato é inacessível experimentalmente. O objetivo do trabalho, é investigar a dependência da mobilidade experimental2 e da mobilidade teórica, com o campo elétrico, com a desordem do material e com o comprimento do material. Dessa forma, pretende-se comparar as duas mobilidades de modo a justificar o procedimento experimental utilizado para extrair o tempo médio de trânsito do sinal da fotocorrente. O modelo usado nessa dissertação para descrever o material orgânico desordenado é o modelo GDM (Gaussian Disorder Model) clássico, que associa uma distribuição Gaussiana aos orbitais LUMO3 e HOMO4 no qual o transporte de elétrons ou buracos ocorre, respectivamente. Para descrever a dinâmica dos portadores de carga, é utilizada uma equação mestra, que fornece a evolução temporal da ocupação eletrônica dos sítios da rede (que representam os orbitais LUMO ou HOMO localizados). As taxas de transição entre os sítios são as de Miller- Abrahams.