Etude du transport dans les semi-conducteurs amorphes en présence de la diffusion dans le cadre du modèle de conduction par piégeage multiple

Abstract

Ce travail propose une extension fractionnaire du modèle de conduction par piégeage multiple appliquée aux semi-conducteurs amorphes, dans laquelle les équations de transport intègrent une mémoire temporelle via une dérivée d’ordre α et admettent des solutions analytiques en domaine de Laplace pour les configurations de temps de vol longitudinales (L-TOF) et transverses (T-TOF), suivies de reconstructions temporelles stables par inversion numérique.L’influence de la diffusion a egalement été étudiée dans ces deux géométries. Les résultats numériques reproduisent fidèlement les lois de puissance pré- et post-transit et relie l’inflexion soit au temps de transit, soit au temps de recombinaison selon sa dépendance au champ électrique. Le paramètre de dispersion α constitue un indicateur robuste du désordre structurel: des valeurs faibles traduisent un transport subdiffusif dominé par le piégeage, tandis que des valeurs proches de l’unité correspondent à un comportement quasi ohmique, avec des signatures de courant conformes aux lois de puissance attendues dans les deux régimes, y compris la décroissance post-transitoire mal décrite par les modèles classiques. Les simulations restituent correctement l’effet du champ, de la durée de vie τ et de la géométrie sur l’inflexion et la dynamique du courant, et l’accord quantitatif avec des mesures TOF sur le sélénium amorphe valide l’approche et permet d’extraire de manière fiable la mobilité, le temps de recombinaison et le paramètre α, ouvrant une voie pratique d’optimisation de dispositifs à base de matériaux désordonnés grâce à la prise en compte explicite des effets de mémoire non locale.