Charge transport properties of organic semiconductors : application to field effect transistors

par Daniele Braga

Thèse de doctorat en Surfaces, interfaces, matériaux fonctionnels

Sous la direction de Giles Horowitz et de Alessandro Borghesi.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Etudes des propriétés de transport de charges dans les semiconducteurs organiques : application aux transistors à effet de champ


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  • Résumé

    Nous avons caractérisé différents configurations de transistors organiques à effet de champ (OFETs) en utilisant des monocristaux de rubrène. Ce dernier est un matériau organique fortement ordonné avec lequel il est possible d'obtenir des mobilité élevée. Tout d'abord, nous avons étudié les propriétés du monocristal de rubrène, en analysant les caractéristiques courant-tension de diodes symétriques avec la théorie du courant limité par la charge d'espace (SCLC). Cette étude nous a permis de montrer que ce matériau se caractérise par une faible densité de défauts ainsi qu'une faible densité de porteurs de charge générés thermiquement. A partir de ce résultat, nous avons analysé transistors organiques à jonction métal/semiconducteur (MESFETs). Ces dispositifs non-conventionnels se sont révélés être des FETs performants, où l'injection des porteurs de charges de la source est contrôlée par la tension appliquée à la grille, choisie de manière à former un contact non-ohmique avec le semiconducteur. Finalement, nous avons étudié les transistors à jonction métal/isolant/semiconducteur (MISFETs). Le comportement courant-tension en-dessous de la tension de seuil ne varie pas de fonction exponentielle, contrairement à la prédiction de la théorie inorganiques. Un comportement linéaire, fonction de la tension de grille est observé excepté sur une région étroite de transition dans laquelle le comportement est pseudo-exponentiel. Une description semi-analytique alternative a été établie en prenant en compte l'effet d'un niveau de pièges localisé sur la distribution de charges libres dans le canal. Niveau dont la présence a été précédemment mise en évidence lors de l'analyse SCLC.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (106 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 210 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 157
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