Etude des propriétés de transport de charges dans des semiconducteurs organiques auto-assemblés

Investigation of charge carriers transport in self organized organic semiconductors

• Auteur / Autrice : Leszek Mazur
• Direction : André-Jean Attias, Marek Samoc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 24/11/2014
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Politechnika Wrocławska
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André-Jean Attias, Gilles Horowitz, Jacek Ulanski, Fabrice Mathevet, Jean-Louis Fave, Katarzyna Matczyszyn, Andrzej Miniewicz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristaux liquides

Spectrométrie de masse à temps de vol

Mots clés libres

Semi-Conducteurs organiques

La mobilité des porteurs de charge

Temps-De-Vol (TOF)

Spectroscopie

Transistor à effet de champ organique (OFET)

Cristaux liquides

Semiconducting materials

Charge carriers mobility

Résumé

Les travaux effectués dans le cadre de la thèse de doctorat, ont porté sur la mesure de la mobilité des porteurs de charge dans des semi-conducteurs organiques. La thèse de doctorat a été réalisée en "cotutelle" dans le cadre du programme franco-polonais entre le Département de Chimie de l'Université de Technologie de Wroclaw et les Laboratoire de Chimie des Polymères de l'Université Pierre et Marie Curie, Paris. Certains des résultats présentés ont été obtenus dans le cadre d'un stage scientifique dans la groupe du prof. Jeong Weon Wu à l'Ewha Womans University, Séoul, Corée du Sud. Cette thèse se compose de deux parties principales, une théoriques et expérimentales. Dans le premier, je décris matériaux semi-conducteurs organiques et les techniques de mesure, que je utilisé au cours de la thèse. La partie expérimentale est composé de cinq chapitres. En raison du fait que les molécules recherchées diffèrent fortement dans leurs structures et leurs propriétés, je décidai de présenter chaque chapitre dans la forme d'un article scientifique. La caractéristique commune de toutes les molécules étudiées est la possibilité de l'auto-organisation supramoléculaire dans les structures de cristaux liquides. Je étudié composés accepteurs-donneurs, qui peut être comprise comme matériaux de type p et n semi-conducteur. Au cours de ma thèse j'ai utilisé la technique de temps de vol et mesuré les caractéristiques courant-tension de transistor à effet de champ organique pour déterminer la mobilité des porteurs des charges dans semi-conducteurs organiques. Enfin, je payé beaucoup d'attention aux techniques spectroscopiques, y compris d'absorption femtoseconde résolue en temps.

I have carried out my PhD Thesis within the framework of a Polish-French “cotutelle” program, between Chemistry Department of Wroclaw University of Technology and Laboratoire de Chimie des Polymères of Université Pierre et Marie Curie. The Polish advisor of this work was Prof. Marek Samoć and the French advisor was Prof. André Jean Attias. A part of results described in this Thesis was obtained during a research internship in a group of Prof. Jeong Weon Wu from Ewha Womans University in South Korea. This Thesis is composed of two main parts, a theoretical and experimental. In the former I describe organic semiconducting materials and the measurement techniques, which I utilized during the PhD work. The experimental part is composed of five chapters. Due to the fact that the investigated molecules differed strongly in their structures and properties, I decided to present every chapter within a form of a scientific article. The common feature of all explored molecules is the possibility of supramolecular self organization into liquid crystalline structures, and the opportunity of utilizing these materials in organic electronics and optoelectronics. Among these molecules, both oligomers and polymers can be distinguished. I studied also donor acceptor compounds, which in terms of organic electronics can be understood as materials with p and n type semiconducting character. During my PhD Thesis I used Time-of-Flight technique and measured current voltage characteristics of organic field effect transistor (OFET) to determine charge carriers mobility in organic semiconductor. Finally, I paid a lot of attention to the spectroscopic techniques, including fs transient absorption.