PHOTOGENERATION AND GEMINATE RECOMBINATION OF CHARGE CARRIERS IN A QUASI-ONE-DIMENSIONAL SYSTEM

Résumé
Dans un système quasi-unidimensionnel, la vitesse de photogénération pour les courants porteurs libres excédents est supposée dépendre du champ électrique utilisé. Ceci conduit à un nombre de nouvelles caractéristiques du comportement photoconducteur d'un matériau unidimensionnel, particulièrement en présence de centres de piégeage profonds. Nous décrivons en détail la réponse photoconductrice prévue d'un tel système en fonction de l'intensité de la lumière, de la polarisation, du champ électrique utilisé et de la direction du courant électrique. Ces prévisions, valables pour tous les systèmes unidimensionnels, sont ensuite comparées aux données expérimentales présentées pour le quasi unidimensionnel monocristal polymère Polydiacétylène-Toluene Sulphonate. Les résultats de l'expérience indiquent que - pour le cas unidimensionnel, le rendement quantique pour la génération du courant porteur a une valeur minimum non-nulle dans la limite du faible champ qui peut être comparable à celle du cas tridimensionnel. Ceci requiert une modification - dans la limite du faible champ - de la version unidimensionelle actuellement acceptée de la théorie de recombinaison géminée de Onsager.

Abstract
In a quasi-one-dimensional system the photogeneration rate for excess free carriers is expected to be dependent on the applied electric field. This leads to a number of novel features in the photoconductive behaviour of a 1-D material, particularly in the presence of deep trapping centres. We describe the expected photoconductive response of such a system in detail as a function of light intensity, polarisation, applied electric field and the direction of current flow. These expectations, valid for all 1-D systems, are then compared with the experimental data presented for the quasi 1-D single crystal polymer Polydiacetylene-Toluene Sulphonate. The experimental results indicate that, for the 1-D case, the quantum efficiency for free carrier generation has a minimum non-zero value in the low field limit which may be comparable with that in the 3-D case. This necessitates a modification, in the low field limit, of the presently accepted 1-D version of the Onsager theory of geminate recombination.