Carbon Nanotube Array Electrodes for Organic Thin Film Transistors

Depuis environ une vingtaine d'années, les transistors organiques à base de couches minces (acronyme en anglais, OTFT) se sont développés de façon impressionnante, passant de l'échelle de recherche au laboratoire à l'échelle de commercialisation. Les caractéristiques les plus intéressantes des OTFT sont leur compatibilité avec des substrats flexibles et leur méthode de fabrication, basée sur des techniques en solution. Les performances des OTFT sont influencées très fortement par les caractéristiques de l'interface semiconducteur organique/électrode métallique. L'interface semiconducteur organique/électrode métallique influence le processus d'injection de charge. En général, l'efficacité d'injection de charge dans les OTFT est limitée, parce que les niveaux électroniques du semiconducteur organique ne sont pas alignés avec le niveau de Fermi du métal de l'électrode. Dans ce mémoire de maîtrise, nous avons focalisé l'attention sur le processus d'injection de charge dans les OTFT utilisant comme matériau d'électrode des rangées de nanotubes de carbone monoparois (acronyme en anglais, SWCNT). Nous avons comparé les performances des OTFT basés sur des électrodes de type rangée de SWCNT avec les performances des OTFT utilisant des matériaux d'électrode plus conventionnels, tel que l'Au. Les OTFTs ont été fabriqués sur une couche de SiO2, obtenue par oxydation thermique d'une tranche de Si (100) fortement dopée (type n). La formation des rangées de SWCNT a été effectuée par la méthode de filtration sous vide des réseaux de SWCNT au-dessus de la surface de SiO2. La géométrie concentrique d'électrode a été réalisée par photolithographie et par développement. Nous avons observé des résultats très encourageants dans les cas de trois semiconducteurs organiques différents, tels que le poly-3 (hexyl) thiophène (P3HT), le dérivé du fullerène PCBM, et la ftalocyanine de tytanil (TiOPc).