Courant, bruit et relaxation dans des dispositifs à base de matériaux organiques en couches minces

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Auteur(s):  Pleutin, Stéphane
Date de soutenance : 2011
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Garant ou directeur :  Vuillaume, Dominique
Classification : Sciences de l'ingénieur
Discipline : Sciences physiques
Mots-clés : Transistors organiques à effet de champ Composants neuromorphiques
Transistors organiques à effet de champ Composants neuromorphiques
Électronique moléculaire --
Semiconducteurs organiques --
Hétérostructures --
Semiconducteurs -- Jonctions
Bruit électrique -- Mesure
Spectroscopie d'impédance --
Couches diélectriques --
Relaxation moléculaire --

Résumé : Les dispositfs électroniques à base de matériaux organiques témoignent d’une grande dispersion dans leurs caractéristiques qui, de plus, peuvent être parfois instables au cours du temps. Ces instabilités sont un frein à d’éventuelles applications. Dans une première partie, nous avons analysé différents dispositifs à l’aide de méthodes puissantes mais très peu répandues dans les domaines de l’électronique moléculaire et organique, afin de comprendre l’origine de ces dispersions pour, finalement, y remédier et améliorer les performances des composants. Ces dispositifs sont soit des jonctions capacitives dans lesquelles le diélectrique est une monocouche de molécules saturées, soit des jonctions métal/oxyde/semiconducteur organique. Les techniques d’analyse employées, en plus des mesures de courant traditionnelles, sont le bruit basses fréquences de courant électrique et la spectroscopie d’admittance.- Nous avons développé des méthodes et concepts qui nous permettent d’analyser nos mesures expérimentales. Grâce à ces techniques, nous avons aujourd’hui une meilleure compréhension de nos systèmes. En particulier, nous avons clairement mis en évidence les effets néfastes de molécules d’eau adsorbées à l’une des interfaces de nos hétérostructures. Dans une deuxième partie, nous nous sommes tournées vers le domaine des réseaux de neurones où les dispositifs s’adaptent de façon dynamique pour corriger les éventuelles défections de certains composants. Dans cette optique, nous avons développé et analysé un composant neuromorphique (baptisé Nanoparticle Organic Memory Field Effct Transistor) basé sur un transistor organique à effet de champ dans lequel sont insérées des nanoparticules d’or.- Celles-ci, en se chargeant et déchargeant suivant les excitations extérieures, jouent le rôle de nanocapacités, apportant une fonction « mémoire » à notre composant. Nous avons souligné de grandes similitudes entre le NOMFET et certaines synapses biologiques. En particulier, il démontre des propriétés de plasticité avancées (Spike Timing Dependent Plasticity).



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