In-device molecular spectroscopy in organic semiconductors

Abstract

[EN] In this final degree thesis a study about the energy barriers and the energy level alignments at the interface of gold contacts and a P3HT: PCBM bulk heterojunction will be presented for the first time. To do this, we will use a solid state spectroscopy method called “in-device molecular spectroscopy (i- MOS)”. We will present the fabrication procedure of the devices used in i - MOS, the hot - electron transistors. After that, we will do a comparative study of the results obtained with the bulk heterojunction of P3HT:PCBM and the results using PCBM alone. We were able to observe the lowest unoccupied molecular level (LUMO) of PCBM and an extra level for P3HT:PCBM. Finally, we will consider the next steps that could be taken in order to keep optimizing the devices made with organic materials.

[ES] En esta tesis de fin de grado presentamos el primer estudio sobre el alineamiento energético en las interfaces entre contactos de oro y una heterounión de P3HT:PCBM. Para hacer esto, nos valdremos de un método espectroscópico denominado “in device molecular spectroscopy (i - MOS)”. Se presentará el método de fabricación de los dispositivos con los que realizaremos la espectroscopía, transistores de electrones calientes. Seguidamente, se realizará un análisis de los resultados obtenidos con la heterounión P3HT:PCBM y los compararemos con los resultados obtenidos con PCBM, en los que observaremos el primer nivel molecular del PCBM y el un segundo nivel en el caso de P3HT:PCBM. Finalmente, se comentarán los posibles pasos futuros a seguir para continuar con la optimización de los dispositivos hechos a base de materiales orgánicos.

[EUS] Gradu amaierako lan honetan urre - kontaktuen eta P3HT:PCBM heteronioaren arteko alineamendu energetikoen lehen azterketa erakusten dugu. Honetarako "in device molecular spectroscopy (i - MOS)" izeneko espektroskopia metodo bat erabiliko dugu. Espektroskopia egiteko erabiliko diren gailuen, elektroi beroetako transistoreen, fabrikazioa ere erakutsiko da. Ondoren P3HT:PCBM-arekin lortutako datuen analisi bat egingo da eta PCBMarekin lortutako emaitzekin konparatuko dira. Azkenik gailu hauen optimizaziorako etorkizunean egin liratekeen pausoak kontsideratuko ditugu.