Ogljikovi materiali

Predmet se izvaja v programu:
Znanost o materialih

Cilji in kompetence

Pri predmetu bodo študentje pridobili teoretično znanje o elektronskih lastnostih organskih polprevodnikov in grafena. Seznanili se bodo z metodami priprave tankih slojev teh materialov in merjenja gibljivosti nosilcev naboja.

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Fizika trdne snovi, Kvantna mehanika

Vsebina

h2. 1. Organski polprevodniki
a. Polimeri in majhne molekule

h2. 2. Transport nosilcev naboja v neurejenih materialih
a. Lokalizirana stanja v organskih polprevodnikih
b. Poskakovanje nosilcev (Hopping)

h2. 3. Energijska pasovna struktura dvodimenzionalinih kristalov
a. Dvoslojni in enoslojni grafen
b. Grafenski trakovi
c. Transport naboja v grafenu
d. Izdelava grafena in uporaba v elektroniki

h2. 4. Sistemi grafen/organski polprevodnik
a. Elektronske lastnosti
b. Izdelava in uporaba

h2. 5. Merjenje gibljivosti nosilcev naboja v organskih polprevodnikih
a. Interakcija med fotoni in organskimi molekulami
b. Ekscitoni
c. Merjenje časa preleta v tankih organskih slojih
d. Merjenje gibljivosti v organskih tankoslojnih tranzistorjih

Predvideni študijski rezultati

Študentje bodo razumeli razliko med transportom naboja v neurejenih strukturah in idealnih kristalih. Dojeli bodo učinek odsotnosti ene dimenzije na elektronsko energijsko strukturo. Znali bodo razlikovati med načinom merjenja gibljivosti s časom preleta in s tankoslojnim tranzistorjem.

Temeljna literatura in viri

• R. Farchioni G. Grosso eds. Organic electronic materials, Springer, Berlin (2001)
• W. Brütting, CH. Adachi eds., Physics of organic semiconductors Wiley-VCH,
Weinheim (2012)
• R. Murali ed. Graphene Nanoelectronics, Springer, New York (2012)

Načini ocenjevanja

Seminar (50%), ustni izpit (50%)

Reference nosilca

Prof. dr. Egon Pavlica:

Redni profesor za fiziko na Univerzi v Novi Gorici

Izbrane objave:

  1. PATHIPATI, Srinivasa Rao, PAVLICA, Egon, PARVEZ, Khaled, FENG, Xinliang, MULLEN, Klaus, BRATINA, Gvido. Graphene flakes at the SiO[sub]2/organic-semiconductor interface for high-mobility field-effect transistors. Organic electronics, ISSN 1566-1199, 2015, vol. 27, str. 221-226, ilustr., doi: 10.1016/j.orgel.2015.09.004. [COBISS.SI-ID 4056059]

  2. CHHIKARA, Manisha, PAVLICA, Egon, MATKOVIĆ, Aleksandar, BELTAOS, Angela, GAJIĆ, Radoš, BRATINA, Gvido. Pentacene on graphene : differences between single layer and bilayer. Carbon, ISSN 0008-6223. [Print ed.], 2014, vol. 69, str. 162-168, doi: 10.1016/j.carbon.2013.12.002. [COBISS.SI-ID 2987003]

  3. PATHIPATI, Srinivasa Rao, PAVLICA, Egon, SCHLIERF, Andrea, EL GEMAYEL, Mirella, SAMORI, Paolo, PALERMO, Vincenzo, BRATINA, Gvido. Graphene-induced enhancement of n-type mobility in perylenediimide thin films. The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces, ISSN 1932-7447, 2014, vol. 118, no. 43, str. 24819-24826, doi: 10.1021/jp505463v. [COBISS.SI-ID 3614971]

  4. CHHIKARA, Manisha, PAVLICA, Egon, MATKOVIĆ, Aleksandar, GAJIĆ, Radoš, BRATINA, Gvido. Effect of water layer at the SiO[sub]2/graphene interface on pentacene morphology. Langmuir, ISSN 0743-7463, 2014, vol. 30, no. 39, str. 11681-11688, doi: 10.1021/la502970q. [COBISS.SI-ID 3574011]

  5. ORGIU, Emanuele, PAVLICA, Egon, BRATINA, Gvido, et al. Optically switchable transistor via energy-level phototuning in a bicomponent organic semiconductor. Nature chemistry, ISSN 1755-4330. [Print ed.], 2012, vol. 4, no. 8, str. 675-679, doi: 10.1038/nchem.1384. [COBISS.SI-ID2411003]