Institut des
NanoSciences de Paris
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Optoélectronique des matériaux organiques en couches mince

  • Jean-Louis FAVE

 

Depuis une vingtaine d’années, la fabrication de films minces de matériaux organiques conjugués de bonne qualité a été de mieux en mieux maîtrisée, ce qui permet l’utilisation de leurs propriétes semiconductrices dans différents composants optoélectroniques divers (diodes électroluminescentes, cellules photovomtaïques, transistors à effet de champ).

Nous avons conçu et installé à l’INSP un bâti de fabrication sous atmosphère contrôlée. Les propriétés spectroscopiques et électriques des composants réalisés sont étudiées préférentiellement par des mesures transitoires (électroluminescence, courants, temps de vol des porteurs ..)

Elaboration de multicouches organiques

Le but de cette étude est l’élaboration de dispositifs électroniques ou optoélectroniques à base de semi-conducteurs organiques afin d’améliorer leur architecture, de contrôler la structure des interfaces organique-organique et de tester de nouveaux matériaux. Un bâti de fabrication couplant une boîte à gants à une enceinte d’évaporation permet de déposer des couches, organiques ou non, par spin-coating (polymères) ou évaporation thermique (petites molécules, électrodes métalliques) sans exposition à l’air.

Semiconducteurs organiques

Nos recherches visent d’une part l’évaluation et l’amélioration des matériaux conjugués, principalement par le biais de leur photophysique à l’état solide, et d’autre part à la physique des pnénomènes élémentaires conduisant à une émission d’électroluminescence.

- Les matériaux concernés peuvent dériver de la chimie de la pyridine : molécules discotiques de symétrie ternaire s’assemblant en cristaux colonnaires, éventuellement cristaux liquides, et molécules linéaires servant de blocs de base incorporés dans les chaînes polymériques ou comme groupements latéraux (collaboration avec le Laboratoire de Chimie des Polymères - Université Paris 6). Nous envisageons aussi de petites molécules formant des composés de coordination voisins de l’ AlQ3 (avec l’ITODYS - université Paris 7) ou des polymères solubles de la famille des PolyPhénylèneVinylènes, complètement conjugués ou incorporant des oligomères (avec les universités de Tunis et Monastir - Tunisie).

- Pour l’étude de l’électroluminescence, nous avons développé une méthode d’analyse à partir des transitoires d’émission lumineuse et de courant électrique. Le but est de remonter aux paramètres électriques (hauteur des barrières, mécanisme d’injection des porteurs) ; les mobilités de porteurs sont mesurées par temps de vol.

Caractéristiques d’une diode électroluminescente