Thèse soutenue

Traitement laser de couches minces sol-gel à propriétés électriques sur des substrats flexibles pour des applications capteurs
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Auteur / Autrice : Po-Yi Chang
Direction : Olivier SopperaHsiao-Wen Zan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie physique
Date : Soutenance le 24/12/2020
Etablissement(s) : Mulhouse en cotutelle avec National Chiao Tung University (Hsinchu, Taiwan). Graduate Institute for social research and cultural studies
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse / IS2M

Résumé

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Avec le marché croissant d'appareils électroniques portables connectés (Internet-of-things, loT), la fabrication de dispositifs électroniques sur des substrats flexibles prend une importance de plus en plus grande. L'objectif de cette thèse est de réaliser des dispositifs électroniques flexibles pour des applications de capteurs, en développant un nouveau procédé qui repose sur des matériaux préparés en solution (sol-gel). Ces matériaux sont déposés sous forme de film mince et traités par laser NIR pour leur donner leurs propriétés électroniques. Des formulations sol-gel à base de mélange de précurseurs de In et Zn ont été développées et adaptées pour le traitement laser NIR, notamment par l'introduction d'un absorbeur NIR. Les propriétés du matériau en couche mince après traitement laser ont été étudiées par différentes techniques incluant le FTIR, l'XPS, l'AFM et des mesures électriques. II est ainsi démontré qu'une durée d'irradiation de 60 secondes est suffisamment efficace pour produire le même effet dans le film mince qu'un chauffage thermique à200-300°C (1 heure). Une autre stratégie de traitement laser qui combine une irradiation aux UV profonds (DUV) avec l'irradiation NIR a aussi montré son intérêt pour améliorer les propriétés finales du matériau. Enfin, l'intérêt du procédé est démontré par le développement de capteurs de gaz sur différents substrats en plastique tels que le PC/PE/PET.