Conclusion générale
80
Le premier chapitre de ce manuscrit a été
dédié à une étude bibliographique sur les
semiconducteurs organiques qui constituent un vaste domaine de recherche pour
leur utilisation pour réaliser des composants électroniques
organiques comme les diodes électroluminescentes, les transistors
à effet de champ organiques, les cellules solaires photovoltaïques.
Nous avons fait un rappel sur les généralités de P3HT et
de ZnO et une étude détaillée sur les OFETs. Dans le
deuxième chapitre on a énuméré, tout en
détaillant, les différentes techniques d'élaboration et de
caractérisation adoptées dans ce travail de recherche et le
protocole expérimental mis en place. Dans le troisième chapitre,
nous avons étudié les propriétés optiques des
couches des différents échantillons du composite P3HT/ZnO. Le but
de cette étude était de savoir si l'incorporation des
nanoparticules de ZnO modifie la structure et la longueur de la chaîne de
P3HT. Dans la partie électrique, nous avons exploité les
caractéristiques de sortie et de transfert des transistors organiques
pour déterminer les paramètres électriques de ces
composants tels que la mobilité ì, la tension de seuil
VTh, la pente sous le seuil S et le rapport ION/IOFF.
Comme perspectives de ce travail, nous proposons de faire une
caractérisation structurale et morphologique des couches minces hybrides
P3HT/ZnO pour mieux comprendre l'effet de l'incorporation de ZnO sur les
performances des OFETs. Nous proposons également de tester la couche
active P3HT/ZnO dans des applications telles que la détection des gaz et
les cellules solaires photovoltaïques. On peut aussi tester l'effet de
dopage de ZnO par Al, In, Ga, etc. ou co-dopage par In-Ga, Mg-Al, V-Ca, etc.
sur les performances des OFETs.
81
Elaboration et caractérisation des transistors
hybrides à effet de champ en couches minces à base de
P3HT/ZnO
Ba Mohamadou
Résumé : Durant cette
étude, nous avons fabriqué et caractérisé des
transistors organiques à base de P3HT-ZnO. Le premier travail de cette
étude est porté sur l'état de l'art de la physique des
semi-conducteurs organiques en général, des
phénomènes influençant le transport de charges dans ces
matériaux, généralité sur le P3HT et le ZnO et en
particulier des transistors organiques à effet de champ. Les
caractérisations structurales et morphologiques sur les nanoparticules
de ZnO élaboré par le procédé sol-gel ont permis de
montrer que ces nanoparticules se cristallisent en structure wurtzite de de
taille moyenne de l'ordre de 35 nm. Les caractérisations optiques
effectuées sur les couches de P3HT/ZnO nous ont permis de déceler
que l'incorporation des nanoparticules de ZnO n'a pas d'influence sur la
structure de chaîne et le gap optique de P3HT. Les
caractérisations électriques effectuées sur les
transistors organiques à effet de champ à base du P3HT/ZnO ont
montré une augmentation du courant de saturation lorsqu'on augmente la
concentration de ZnO jusqu'à 100 mg/ml. Ce qui indique une augmentation
de la mobilité des porteurs de charges. Après avoir extrait les
paramètres clés d'un transistor et les répertoriés
dans un tableau, on a remarqué une augmentation énorme de la
mobilité de saturation, de la pente sous seuil et du rapport ION/IOFF
avec l'augmentation de l'incorporation de ZnO jusqu'à une concentration
égale à 100 mg/ml. La mobilité de saturation maximale est
de l'ordre de 10-3 cm2/Vs.
Mots clés : OFET, P3HT, ZnO,
Mobilité, Electronique organique, Semi-conducteur organique.
Abstract: During this study, we carried out the
fabrication and characterization of organic transistors based on P3HT/ZnO. The
first work of this study is focused on the state of the art of the physics of
organic semiconductors in general, phenomena influencing the transport of
charges in these materials, generality on P3HT and ZnO and in particular
organic field effects transistors. The structural and morphological
characterizations of the ZnO nanoparticles produced by the sol-gel process have
shown that these nanoparticles crystallize in a wurtzite structure of average
size of the order of 35 nm. The optical characterizations carried out on the
P3HT/ZnO layers enabled us to detect that the incorporation of ZnO
nanoparticles has no influence on the chain structure and the optical gap of
P3HT. Electrical characterizations performed on organic field-effect
transistors based on P3HT/ZnO showed an increase in saturation current when
increasing the concentration of ZnO to 100 mg / ml. This indicates an increase
in the mobility of charge carriers. After extracting the key parameters of a
transistor and listing them in a table, we noticed a huge increase in the
saturation mobility, the slope under threshold and the ION / IOFF ratio with
the increase in the incorporation of ZnO up to a concentration equal to 100 mg
/ ml. The maximum saturation mobility is in the order of 10-3
cm2 / Vs.
Key words: OFET, P3HT, ZnO, Mobility, Organic
electronics, Organic semiconductor.
| 
