Studi fabrikasi dan karakterisasi arus tegangan serta pemodelan arus foto dioda organik lapisan tunggal berbasis 3,4,9,10-Perylene Tetracarboxylic Dianhydride

MASRIFAH, Dr. Kuwat Triyana

2007 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan fabrikasi dan karakterisasi arus-tegangan (I-V) dioda organik lapisan tunggal berbasis 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic dianhydride (PTCDA). Fabrikasi dioda dilakukan menggunakan metode evaporasi dalam vakum, dimana dalam hal ini lapisan tipis PTCDA diapit oleh elektroda transparan indium tin oxide (ITO) dan perak (Ag), sehingga strukturnya adalah ITO/PTCDA/Ag. Dengan teknik yang sama, lapisan PTCDA juga dideposisikan di atas substrat kaca tanpa elektroda ITO untuk mendapatkan spektrum koefisien absorpsinya. Karakterisasi I-V dilakukan dengan menerapkan tegangan panjar maju maupun panjar mundur pada dioda. Dari karakteristik I-V, peranti tersebut mempunyai karakteristik sebagai dioda, dimana daerah penghalang diperkirakan terjadi pada antar muka ITO/PTCDA, sementara daerah ohmik terjadi pada antar muka PTCDA/Ag. Berdasarkan keberadaan daerah penghalang dan daerah ohmik dalam dioda, studi mengenai arus foto dioda dilakukan dengan menerapkan tiga model, yakni model Ghosh dkk, model Tang dan Albrecht (TA) serta model Desormeaux- Max-Leblanc (DML). Ketiga model dikaji berdasarkan spektrum koefisien absorpsi PTCDA dalam rentang daerah tampak, yakni pada panjang gelombang antara 400 nm hingga 700 nm. Pengaruh ketebalan lapisan PTCDA dan panjang difusi juga dikaji untuk menentukan karakteristik arus fotonya. Spektrum arus foto sangat bergantung pada ketebalan lapisan PTCDA dan panjang difusi. Dengan mengasumsikan bahwa iluminasi pada sisi ITO, ketiga model menunjukkan bahwa arus foto relatif tidak bergantung pada ketebalan lapisan PTCDA. Sementara itu, jika iluminasi pada sisi Ag, ketiga model menunjukkan bahwa arus foto berkurang dengan bertambahnya ketebalan lapisan PTCDA. Disisi lain, Model Ghosh dkk dan model DML menunjukkan bahwa arus foto cenderung berkurang dengan berkurangnya panjang difusi baik untuk iluminasi pada ITO maupun pada Ag. Sementara itu, model Tang dan Albrecht menunjukkan bahwa arus foto tidak bergantung pada panjang difusi baik untuk iluminasi pada ITO maupun pada Ag.

Fabrication and current-voltage (I-V) characterization of organic single layer diode based on 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic dianhydride (PTCDA) has been performed. The fabrication of the diode was carried out by using vacuum evaporation technique. In this case, the PTCDA layer was sandwiched between indium tin oxide (ITO) and silver (Ag) electrods, so that the structure was ITO/PTCDA/Ag. For the purpose of measurement of its absorption coefficient spectrum, the PTCDA layer on pre-cleaned glass substrate without ITO layer was also deposited. The I-V characterization was carried out by applying both forward and reverse bias voltages to the diode. From this I-V characteristic, the device shows diode characteritic, where the barrier region occurs at the ITO/PTCDA interface, while the ohmic region occurs at the PTCDA/Ag interface. Based on the existence of the barrier and ohmic regions in the diode, the study on photocurrent of diode was performed by applying three models of Ghosh et al model, Tang and Albrecht (TA) model and Desormeaux-Max-Leblanc (DML) model, respectively. These three models were investigated it based on the absorption coefficient spectrum of PTCDA at the visible range (400-700 nm). The photocurrent was also investigated by considering its dependence on PTCDA layer thickness and the diffusion length. By assuming that the illumination is on ITO side all model indicates that the photocurrent is relatively independent on the PTCDA thickness. Meanwhile, when the illumination is on Ag side, all models show that the photocurrent decreases by increasing the PTCDA thickness. On the other hand, the Ghosh et al model and DML model show that the photocurrents tend to decrease by decreasing the diffusion length for either illumination on ITO side or Ag side, while the Tang and Albrecht model shows that the photocurrent is not influenced by the diffusion length for either illumination on ITO side or Ag side.

Kata Kunci : Dioda Organik Lapisan Tunggal,ITO/PTCDA/Ag,Arus Foto, perylene, organic diode, photocurrent, diffusion length