Etude sur les transistors organiques à vocation capteur de gaz : application à la détection de gaz nitrés

par Mohsen Erouel

Thèse de doctorat en Génie électrique

Soutenue en 2008

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Les transistors organiques à effet de champ OFETs sont des transistors MOS en couches minces qui se développent considérablement du fait de leur application possible comme capteurs de gaz nitrés. Le développement de ces dispositifs demande de mettre au point des technologies adaptées : bas coût, processus basse température, portabilité, stabilité et sélectivité. L'objectif de ce travail est de développer des transistors organiques en vue de la détection de dérivés nitrés utilisés dans les explosifs courants. Pour y parvenir, plusieurs tâches ont été menées. La première tâche consiste à choisir le diélectrique permettant d’avoir un transistor stable. Dans ce but, deux types d’isolant de grille ont été étudié : des oxydes inorganiques de fortes constantes diélectriques (Ta2O5, HfO2, ZrO2, Al2O3/ZrO2) déposés par une procédure basse température, et un isolant organique polyméthylméthacrylate PMMA déposé par spin-coating. Des transistors en pentacène utilisant les différents diélectriques ont été réalisés afin de comparer leurs performances électriques. L’analyse de tous les résultats obtenus (électriques et morphologiques) nous a permis d’appréhender le comportement de ces dispositifs sous leur aspect général ainsi que celui des diélectriques. L’étude de la stabilité des transistors utilisant les oligothiénylènevinylènes retenues pour la détection de dinitrotoluène (DNT) a été réalisée. La mesure de la dérive de ces composants a été effectuée par des études de l’influence de bias stress, de l’humidité et de température. La réponse de ces capteurs à la présence des vapeurs de DNT a été appréhendée. Cette détection passe par des réactions donneur-accepteur entre la couche.


  • Résumé

    Organic field effect transistors (OFETs) are now widely recognized for their potential applications in all fields of so-called "plastic electronics". The high development of those transistors is related to the possibility to use its on nitrous gas sensor elaboration. The development of those systems needs the use of adapted technologies, a low elaboration cost, working at low temperature, to be easy to transport, selective and stable. In this field, the objective of our work consists on developing organic transistors for nitrous derivates detection usually used on classical explosive system. The sensor elaboration needed the good realisation of many tasks. The first one consists on the selection of the dielectric allowing us to have a stable transistor. For this, two insulator materials were used: inorganic oxides with high dielectric value (Ta2O5, HfO2, ZrO2, Al2O3/ZrO2) deposited with a low temperature process and an organic insulating material, the polymethylmethacrylate PMMA deposited by spin-coating. Pentacene transistors using different dielectrics were elaborated in order to compare their electric efficiencies. The results analysis (morphologic and electric) permitted to understand the comportment of those systems under their general aspect in addition to the comportment of the used dielectrics. The study of the stability of the oligothienylenevinylenes derivatives based transistors selected for the detection of dinitrotoluen (DNT) was conduced. The measure of components derivates was realized by studies based on the stress influence following, humidity and temperature. Sensors responses to DNT vapour were followed. Detection is related to donor-acceptor reaction.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (149 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin de chaque chapitre

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3305)
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