Heterogeneidad de la Función de Trabajo Inducida por Límites de Grano en Películas Delgadas de Yb2O3 sobre ITO

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Física de la Materia Condensada
• Ciencia de Superficies

Sus antecedentes:

• El óxido de iterbio (Yb2O3) mejora la inyección de electrones en diodos orgánicos emisores de luz y fotovoltaicos.
• La sintonización de la función de trabajo y la heterogeneidad del Yb2O3 siguen siendo poco comprendidas.
• La comprensión de estas propiedades es crucial para optimizar el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente la función de trabajo dependiente del espesor del Yb2O3.
• Explorar la heterogeneidad de la función de trabajo a nanoescala.
• Elucidar el papel del Yb2O3 en los mecanismos de inyección de electrones.

Principales métodos:

• Evaporación térmica de películas de Yb2O3 sobre óxido de indio y estaño (ITO).
• Microscopía de fuerza Kelvin de pulsos (PF-KPFM) para mediciones de la función de trabajo.
• Mapeo de alta resolución de PF-KPFM para analizar la heterogeneidad de la superficie.

Principales resultados:

• La función de trabajo del Yb2O3 disminuye con el aumento del espesor de la película.
• Se forma un dipolo interfacial en la interfaz Yb2O3/ITO que es responsable de la reducción de la función de trabajo.
• PF-KPFM reveló una heterogeneidad significativa de la función de trabajo, particularmente en los límites de grano.

Conclusiones:

• La función de trabajo del Yb2O3 es sintonizable a través del espesor de la película.
• La formación de dipolos interfaciales juega un papel clave en la modificación de la función de trabajo.
• Las variaciones laterales en la función de trabajo pueden facilitar un mecanismo de cascada para el transporte de electrones.
• El transporte de electrones en las capas de inyección de electrones puede implicar vías de múltiples pasos.