Interfaçage des molécules réactives avec des semi-conducteurs 2D : fabrication de dispositifs multifonctionnels

Interfacing responsive molecules with 2D semiconductors : fabrication of multifunctional devices

• Auteur / Autrice : Haixin Qiu
• Direction : Paolo Samorì
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-physique
• Date : Soutenance le 27/05/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Alberto Bianco
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Beljonne, Dominique Vuillaume

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie physique et théorique

Ferroélectricité

Photochromes

Semiconducteurs

Mots clés libres

Semi-conducteurs bidimensionnels

Molécules réactives

Dispositifs multifonctionnels

Photochromique

Ferroélectrique

Two-dimensional semiconductors

Stimuli-responsive molecules

Multifunctional devices

Photochromic

Ferroelectric

Résumé

Le travail mené dans le cadre de cette thèse s'est axé sur la fabrication de dispositifs multifonctionnels basés sur des semi-conducteurs bidimensionnels (2DS) décorés de molécules dont le courant de sortie peut être contrôlé de manière réversible non seulement par son champ électrique interne, mais aussi par divers stimuli externes, comme la lumière, la chaleur et le champ électrique. Des FET à réponse binaire ont été fabriqués en intégrant des 2DS avec des molécules photochromiques DAE. Des FET à réponse ternaire ont ensuite été réalisés en ajoutant un troisième composant, le polymère ferroélectrique P(VDF-TrFE). Les dispositifs ont démontré leur application en tant que mémoires non volatiles à haute densité. Enfin, en remplaçant DAE par SP, des FET à réponse quaternaire aux stimuli ont été fabriqués. Notre architecture de dispositif ouvre de nouvelles opportunités pour l'électronique multi-stimuli-sensible et favorise le développement de technologies «More than Moore» en enrichissant la diversification.

The work carried out within this thesis is centered on the fabrication of multifunctional devices based on molecular tailored two-dimensional semiconductors (2DSs) whose output current can be remotely and reversibly controlled not only by its internal electric field, but also by various external stimuli including light, heat and electric field. In particular, binary-responsive FETs have been fabricated by integrating 2DSs with photochromic DAE molecules. Ternary-responsive FETs have later been realized by adding a third component, the ferroelectric P(VDF-TrFE) polymer. The devices have been demonstrated the application as high-density nonvolatile memories. Finally, by replacing DAE with SP, quaternary-stimuli-responsive FET have been fabricated. Our molecular-tailored strategy opens new opportunities for next-generation multi-stimuli-responsive electronics and promotes the development of “More than Moore” technologies by enriching diversification.