Utilisation des gels ioniques pour l'étude de nanostructures semi-conductrices

Ce travail consiste à utiliser des gels ioniques pour application en tant que diélectrique dans des transistors à base de couches minces d'oxyde de tungstène synthétisés par méthode sol-gel. Les gels ioniques sont constitués d'un copolymère et d'un liquide ionique (sel fondu ayant une température de fusion en dessous de 100°C). Les gels ioniques ont été considérés dans plusieurs études, disponibles en littérature, en tant que milieu diélectrique pour des transistors à base de semiconducteurs organiques. Les gels ioniques communément utilisés pour ces études sont faits à base de deux différents copolymères, c'est-à-dire le (poly(styrène-b-méthyl métacrylate-b-styrène) (SMS) et le poly(styrène-b-oxyde d'éthylène-b-styrène) (SOS). L'objectif de cette recherche est d'élargir les connaissances concernant les transistors à base de semiconducteurs inorganiques utilisant les gels ioniques en tant que diélectrique. Plus précisément, des mesures électriques ont permis de définir les performances des transistors; des mesures optiques ont permis de connaitre les propriétés d'absorption optique des couches minces; des mesures par microscopie à force atomique (AFM) ont permis de connaître les propriétés morphologiques. Les mesures AFM ont démontré la faible rugosité des couches minces à nature mésoporeuse. Les mesures optiques et morphologiques ont mis à nus le compromis à atteindre entre la minimisation de la diffusion optique et la maximisation de l'aire de la surface du semiconducteur interfacé au gel ionique pour des applications des couches minces dans des dispositifs électrochromiques. C'est-à-dire des transistors qui changent de couleur lors de la modulation du courant. Après avoir vérifié la reproductibilité des dispositifs en caractérisant deux dispositifs identiques, deux transistors avec épaisseurs du gel différents ont été produits. La capacitance du gel n'est pas affectée par son épaisseur contrairement à la résistance. On s'attend donc que la différence d'épaisseur engendre une différente constante de temps de réponse des transistors. D'un point de vue électrochimique, la voltammétrie cyclique a été utilisée pour connaitre le comportement redox des couches minces exposées à l'ion gel. La spectroscopie d'impédance électrochimique était la technique de choix pour connaitre la capacitance des couches minces interfacés aux gels ioniques. Les mesures électriques effectuées concernent les caractéristiques de type output et transfer. Les caractéristiques output ont permis de reconnaitre le bon fonctionnement des transistors.