Transistors organiques et mesures de la mobilité

Résumé

L’effet transistor dans les organiques (milieux π-conjugués) a été notamment mis en évidence dans les années 1980 par Francis Garnier ([gar 87] et [gar [95]) et son équipe (cf. l’introduction p. xvi). Il a été aussi largement étudié dans différents laboratoires (notamment l’équipe de R.H. Friend au Cavendish Lab dans les années 1990 [bur 91]). Cependant, ce n’est qu’au début des années 2000 qu’une production scientifique importante a eu lieu avec une forte croissance: 80 publications significatives dans le domaine en 1999, 304 en 2003, puis 393 en 2004 selon les chiffres cités par H. Sirringhaus [sir 05]. Jusqu’au début des années 2000, ce sont quasi-exclusivement des transistors organiques en couches minces (OTFT pour Organic Thin Film Transistor) à canal de type p qui ont pu être étudiés; le problème des transistors à canal de type n est leur très grande réactivité, vis-à-vis de l’oxygène notamment, et des solutions ont pu être trouvées récemment (autour de l’année 2007), notamment avec l’usage de molécules perfluorées à la fois conductrices d’électrons et stables à l’air. Comme nous le verrons, de nombreux matériaux initialement considérés de type p uniquement se sont en fait révélés ambipolaires avec l’usage de diélectriques de grille appropriés: cas par exemple du pentacène, avec une mobilité d’électron de 0,005 cm²/V.s et une mobilité de trou de 0,4 cm²/V.s [sin 05]. Cependant, hormis l’espoir initial de développer des transistors organiques électroluminescents (OLET): [hep 03], [wan 06] et [muc 06], la possibilité de développer une technologie complémentaire avec ce type de matériau était vaine (puisqu’un transistor ambipolaire est passant pour les deux polarisations de grille). Avec l’arrivée de vrais matériaux organiques de type n, la possibilité de développer une électronique organique complémentaire est devenue réelle, avec de nombreuses applications comme par exemple les étiquettes RFID (Radio Frequency Identification) pour identification, sécurité, passeport, détection de contrefaçon... c’est-à-dire un large marché qui pourrait exploiter les qualités de souplesse de l’électronique organique.