L'électronique organique, également connue sous le nom d'électronique plastique, implique l'utilisation de matériaux organiques (composés à base de carbone) dans les appareils électroniques. Un défi important en électronique organique consiste à créer des contacts électriques stables et efficaces entre les semi-conducteurs organiques et les électrodes métalliques. Voici deux approches principales pour y parvenir :
1. Contacts ohmiques :
- Les contacts ohmiques sont caractérisés par une relation linéaire entre le courant et la tension, indiquant une faible résistance à l'interface.
- Pour obtenir des contacts ohmiques avec des semi-conducteurs organiques, le travail de travail de l'électrode métallique (différence d'énergie entre le niveau de Fermi et le niveau de vide) doit correspondre à l'énergie d'ionisation du matériau organique (énergie nécessaire pour retirer un électron de l'orbitale moléculaire occupée la plus élevée). ).
- Des métaux ayant des fonctions de travail appropriées, tels que l'or, l'argent ou l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), sont couramment utilisés à cette fin.
- Des traitements de surface ou des intercalaires minces, comme des monocouches auto-assemblées ou des oxydes métalliques, peuvent être introduits pour améliorer la résistance de contact.
2. Contacts Schottky :
- Les contacts Schottky se forment lorsqu'un métal ayant un travail de sortie plus élevé est déposé sur un semi-conducteur organique, ce qui entraîne une relation courant-tension redresseuse (non linéaire).
- À l'interface, les électrons de la matière organique sont transférés au métal, créant une région d'appauvrissement et une barrière de potentiel intégrée.
- Cette barrière permet la formation de diodes Schottky et de transistors.
- Pour contrôler la hauteur de la barrière Schottky et améliorer les performances du dispositif, des couches interfaciales ou des dopants peuvent être incorporés.
Techniques supplémentaires :
Au-delà de ces approches fondamentales, voici quelques techniques supplémentaires utilisées pour améliorer le contact entre les composés carbonés et le métal en électronique organique :
- Métallisation : Traiter des surfaces organiques avec des précurseurs métalliques et les soumettre à un recuit thermique peut améliorer la liaison métal-organique et former des contacts plus robustes.
- Traitements Plasma : L'exposition de surfaces organiques au plasma peut modifier la chimie de la surface, facilitant ainsi une meilleure adhérence du métal.
- Promoteurs d'adhésion : L’utilisation de couches favorisant l’adhésion, telles que le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) polystyrène sulfonate (PEDOT : PSS), peut assurer une forte liaison mécanique entre le semi-conducteur organique et le métal.
- Dopage : L'introduction de dopants, tels que des métaux alcalins ou des halogénures métalliques, dans le semi-conducteur organique peut modifier ses propriétés électroniques et améliorer l'injection de charges.
- Nanostructuration : La création de nanostructures, telles que des nanocristaux ou des nanofils, peut augmenter la zone de contact entre le semi-conducteur organique et le métal, réduisant ainsi la résistance.
Conclusion :
L’établissement de contacts électriques fiables entre les composés carbonés et le métal est essentiel au progrès de l’électronique organique. En sélectionnant soigneusement les matériaux, en optimisant les fonctions de travail et en utilisant divers traitements de surface, une injection et un transport efficaces des charges peuvent être obtenus. Ces approches permettent la fabrication de dispositifs électroniques organiques hautes performances tels que des cellules solaires, des diodes électroluminescentes et des transistors. Les recherches en cours continuent d'explorer des méthodes innovantes pour améliorer les propriétés de contact et libérer tout le potentiel des matériaux électroniques organiques.
