Thèse soutenue

Élucidation des mécanismes électroniques dans des memristors organiques

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Auteur / Autrice : Camille Jubert Tomasso
Direction : Hubert PerrotLaure Fillaud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie Physique
Date : Soutenance le 26/09/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interfaces et systèmes électrochimiques (Paris ; 1967-....)
Jury : Président / Présidente : Anna Proust
Examinateurs / Examinatrices : Christelle Gautier, Jean Pinson
Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Jousselme, Gábor Molnár

Résumé

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Les memristors organiques sont très prometteurs pour l’élaboration de circuits neuromorphiques et la miniaturisation de l’électronique. Cependant, les mécanismes régissant les effets mémoires au sein de ces dispositifs sont très peu connus. L’objet de cette thèse est de contribuer à la recherche sur l’élucidation des mécanismes moléculaires dans les couches organiques. Dans le cadre de ce travail, une plateforme multiplexe a été mise au point. Elle permet d’intégrer des films moléculaires en jonction crossbar Métal/molécule/Métal et de caractériser ces films par différentes techniques (AFM, SERS, i-V). Cette plateforme a été fabriquée avec des méthodes innovantes. En effet, la forme des électrodes inférieures a été élaborée par photolithographie de manière à pouvoir les fonctionnaliser facilement par électrochimie et à les caractériser par AFM. Les films moléculaires étudiés ont été électrogreffés sur les électrodes inférieures par réduction de diazoniums. Enfin, les électrodes supérieures ont été déposées par impression jet d’encre. L’étude porte principalement sur un complexe de coordination de fer(II) avec deux ligands ter-pyridine. Ce complexe a ici été intégré pour la première fois dans les jonctions comme couche active. Un des ligands porte une fonction diazonium comme groupe d’accroche permettant d’électrogreffer le complexe sur des électrodes. Les jonctions Au/complexe de Fe/Au se sont révélées avoir un effet memristif avec un ratio entre les courants ON/OFF très satisfaisant, de 80. De plus, nous avons montré que des ponts azo sont formés durant le greffage des complexes. Nous avons également observé, par des techniques spectroélectrochimiques à résolution temporelle (absorption UV-vis et Raman couplées à l’électrochimie), que les ponts azo sont redox actifs. Cette propriété est soupçonnée d’être à l’origine de l’effet mémoire constaté dans ces jonctions à base de complexes de fer.