Etude des mélanges de polymères semi-conducteur / ferroélectrique en films minces : application en électronique organique

Study of semi-conductor/ferroelectric polymer blends in thin films : applications in organic electronics

• Auteur / Autrice : Carine Lacroix
• Direction : Georges Hadziioannou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 20/06/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Mario Maglione
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Domingues Dos Santos, Sandrine Payan
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Destruel, Henk Bolink

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photopiles

Électronique organique

Couches minces semiconductrices

Couches minces ferroélectriques

Propriétés électriques

Polymères

Mots clés libres

Polymère

Semi-conducteur

Ferroélectrique

Couche mince

Photovoltaïque

Mémoire

Polymer

Semi-conductor

Ferroelectric

Thin film

Photovoltaic

Memory

Résumé

Au cours de ces travaux de thèse, la mésostructure et le comportement électrique/photoélectrique de mélanges de polymères semi-conducteur et ferroélectrique en films minces ont été étudiés pour des applications en électronique organique. Les propriétés de semi-conduction du P3HT et de ferroélectricité du P(VDF-TrFe) ont été associées au sein d’une même couche active. Il a été observé que le développement d’une morphologie de la couche active en film mince présentant des domaines bi-continus permet de conserver les propriétés intrinsèques des deux matériaux. Des dispositifs de type stockage d’informations ont été réalisés à partir de la couche active composée de 10 % P3HT – 90 % P(VDF-TrFe) et la modulation des propriétés d’injection des dispositifs par le champ ferroélectrique a été étudiée. Des cellules photovoltaïques ont également été réalisées à partir de cette couche active qui présente des propriétés optoélectroniques qui varient selon l’état de polarisation du P(VDF-TrFe). L’influence du champ ferroélectrique sur l’efficacité de la photogénération de charges du P3HT et la modulation du photocourant par l’état de polarisation du P(VDF-TrFe) ont ainsi été déterminées.

In this thesis, the mesostructure and the electric/photoelectric behavior of ferroelectric/semi-conductor polymer blends in thin films have been studied for organic electronic applications. The semi-conductivity property of P3HT was associated with the ferroelectricity of P(VDF-TrFe) in one active layer. It has been observed that the intrinsic properties of both materials remained with the bi-continous morphology of these thin films. Memory devices were fabricated based on the 10 % P3HT – 90 % P(VDF-TrFe) active layer and the modulation of the injection properties by the ferroelectric field has been studied. We have also demonstrated that the P3HT/P(VDF-TrFe) thin films exhibit optoelectronic properties which depend on the polarization state of P(VDF-TrFe). The influence of the ferroelectric field on the photogeneration of charges of P3HT and the variation of the photocurrent with the polarization state of P(VDF-TrFe) were determined.