Fabrication et étude physique de dispositifs électroniques à nanotubes de carbone

par Lionel Fourdrinier

Thèse de doctorat en Micro et nano-électronique

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Les nanofibres et nanotubes de carbone constituent des matériaux très prometteurs pour les applications microélectronique, stockage ou encore récupération d'énergie, en termes de caractéristiques électriques. Néanmoins leur intégration industrielle à court terme n'est toujours pas d'actualité, à cause de divers verrous technologiques et en particulier celui de la résistance de contact. Ces travaux de thèse se sont intéressés à la problématique du contact électrique entre électrode et nanotubes, lorsque ceux-ci sont intégrés dans des dispositifs par CVD et que le contact se forme durant la croissance. La réalisation et la caractérisation de dispositifs à nanofibres dans un premier temps a permis de mettre en évidence l'importance de la rugosité et de l'oxydation de surface de l'électrode en termes de qualité de contact. Par la suite la fabrication et les caractérisations électrique et physique de dispositifs à nanotubes essentiellement mono-paroi nous ont permis de constater que des barrières de potentiel sont également présentes aux interfaces, liées à la présence d'oxydes natifs ou issus de réactions thermodynamiquement favorables. La modélisation des caractéristiques I-V suggère également l'importance de la cristallinité des électrodes sur les paramètres des barrières. Enfin, nous avons positionné nos résultats par rapport à l'état de l'art, et discuté sur la base de nos travaux et de certains issus de la littérature des différents points-clés permettant de réduire les résistances de contact.


  • Résumé

    Carbon nanofibers and nanotubes are very promising materials for microelectronic, energy storage or harvesting applications, regarding their electrical characteristics. Nevertheless their industrial integration in the short term is not about to happen, because of several technologic issues and more particularly the one concerning contact resistance. This work deals with this problem of contact resistance between an electrode and a carbon nanotube, while integrated and self-connected during the growth by CVD. Firstly the manufacturing and characterization of nanofibers devices allow to emphasis the importance of roughness and surface oxidation of the electrode for the contact quality. Fabrication, electrical and physical characterization of single wall carbon nanotubes devices then permit us to evidence the presence of potential barriers at the interfaces, due to the presence of native or thermodynamically created oxides. Modelling of I-V curves also suggests the importance of the crystallinity of the electrodes on the barrier parameters. Finally, we compared our results to those from literature, and discussed the different key points allowing to decrease contact resistances.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 145 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0062/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Cote : TS09/INPG/0062
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