有机混合离子电子导体 (OMIEC) 通过电化学(去)掺杂直接在离子和电子电荷之间进行转换,在生物电子学、神经形态计算以及能量存储和转换方面具有广泛的应用。虽然离子和电子传输都得到了很好的单独表征,但它们的组合传输很难自洽地描述。
近日,剑桥大学George G. Malliaras,Scott T. Keene使用原型 OMIEC 的电化学(去)掺杂原位测量来构建准场漂移扩散模型,该模型可以准确地捕获实验测量的跨一系列电势的离子传输。
文章要点
1)研究发现,通过掺杂水平的变化调节的空穴的化学势代表了混合电荷传输的主要驱动力。
2)使用与器件相关的时间尺度和电势的数值模拟,研究人员发现尽管电荷密度很高,但空穴漂移和扩散之间的竞争导致了空间电荷区域的扩散。
3)这种效应是混合导电系统所特有的,在混合导电系统中,移动离子电荷可以补偿电荷的积累或消耗,从而屏蔽静电驱动力。
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Scott T. Keene, et al, The relationship between ionic-electronic coupling and transport in organic mixed conductors, Sci. Adv. 9, eadi3536 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adi3536
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi3536