Mise en évidence et analyse des phénomènes d'électroluminescence dans des matériaux polymères pour l'électrotechnique et l'électronique. Corrélation avec les mécanismes de conduction électrique

par Pierre Canet

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Christian Laurent.

Soutenue en 1992

à Toulouse 3 .

mots clés

• Électroluminescence
• Conducteurs organiques
• Polypropylène -- Propriétés électriques
• Couches minces
• Diélectriques
• Électrodes
• Polyéthylène -- Propriétés électriques

Résumé

Ce memoire traite des phenomenes d'electroluminescence dans des isolants polymeres de caracteristiques tres differentes: polyethylene et polypropylene utilises dans l'isolation haute-tension, couches minces hydrocarbonees dont les applications sont du domaine de la science des surfaces. Une methode d'analyse de l'electroluminescence des isolants haute-tension soumis a un champ electrique alternatif et uniforme a ete mise au point. Elle permet la discrimination des signaux parasites lies aux decharges electriques. Le seuil d'electroluminescence est de l'ordre de 0,2 mv/cm: il correspond a l'apparition d'une non-linearite dans les caracteristiques courant-tension de l'isolant. Les spectres d'emission obtenus ne sont pas identiques aux spectres de fluorescence induite par irradiation ultra-violette des materiaux. Des structures constituees d'un dielectrique polymere organique et d'electrodes metalliques epaisses (1000 a) emettent de la lumiere des que le courant de conduction atteint 10#-#7 a/cm#2. L'identification de l'origine de l'emission necessite l'etude des processus de transport electrique dans le film polymere. L'electroluminescence est un effet d'electrode qui fait intervenir la desexcitation radiative de plasmons de surface crees par l'impact des electrons chauds sur le metal porte au potentiel positif. On montre que le phenomene est controle par la nature, l'epaisseur et la rugosite de surface du metal qui constitue l'electrode positive

Titre traduit

Observation and explanation of electroluminescence from polymeric materials used in electrical and electronics engineering. Correlation with the charge transport process

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