Carrier concentration & mobility (캐리어 농도 및 이동도, Hall, 어닐링된 펩타이드 필름)

600 → 800 °C 어닐링에 걸친 annealed-YYACAYY-film의 Hall 측정 수송 특성으로, electrical-resistivity가 왜 급감하는지를 설명한다.

핵심 결과 (Hall, Fig. 3b)

• 어닐링 온도가 높아지면서 캐리어 농도가 ~10⁵배 상승하는 한편, 이동도는 ~10²배 감소한다 (600 → 800 °C) (see Namgung et al., APL Materials (2017), Fig. 3b).
• 700 °C 및 800 °C에서 캐리어 농도는 10²⁰ cm⁻³를 초과한다 (Fig. 3b).
• 캐리어 증가(~10⁵배)가 이동도 손실(~10²배)을 크게 앞지르기 때문에, 순(net) 비저항 감소는 캐리어 농도 증가에 의해 지배된다 (Fig. 3b).

해석

캐리어 증가는 annealing-induced-carbonization의 수송 수준 징표이다: sp² 탄소 클러스터 성장 + π-공액 N/S 헤테로원자가 optical-bandgap을 좁히고 캐리어를 주입한다. 이 캐리어 지배적 그림은 electrical-resistivity의 음의 TCR, 반도체 유사 거동과 일치한다.