Organic Ion-Gated Transistors

Les transistors jouent un rôle essentiel dans le développement de l'électronique, qui à son tour affecte notre société, en particulier dans le progrès scientifique, technologique, de l'information et de l'éducation. Ces dernières années, les transistors à grille ionique (IGTs) utilisant des liquides ioniques comme milieu de déclenchement ont attiré beaucoup d'attention. Les IGTs remplacent les diélectriques conventionnels couramment utilisés, tels que SiO2, afin d'obtenir une densité de porteurs de charge élevée (environ 1015 cm-2) à basse tension (<2 V). Cela est dû à la capacité élevée (environ 1-10 F/cm2) des doubles couches électriques (épaisseur typique de 2-4 nm) formées à l'interface entre le milieu de déclenchement ionique/canal de transistor. Les IGTs sont un exemple de la technologie iontronique, un domaine interdisciplinaire émergent qui réunit l'électronique et l'ionique. L'iontronique couvre différents aspects fondamentaux, y compris l'électrochimie, le génie électrique, la science des matériaux, etc. Dans cette thèse, l'accent des transistors à grille ionique est mis sur les propriétés électroniques des matériaux constituant le canal du transistor car celles-ci sont controlées par le mouvement ionique. On parle, en effet, de déclenchement ionique. Les liquides ioniques sont un type d'électrolytes liquides «sans solvant». Ils possèdent des propriétés physicochimiques uniques. En effet, ils ont une pression de vapeur négligeable. De plus, ils ont une conductivité ionique relativement élevée (0.1-20 mS cm-1) et une large gamme de viscosité (10-1000 mPa×s). De plus, les liquides ioniques présentent de larges fenêtres électrochimiques (jusqu'à 5 V) et une stabilité thermique élevée (jusqu'à 300 oC).