Matériaux électroniques organiques: Transistors à effet de champ

Cette séance de cours couvre les fondamentaux des matériaux électroniques organiques, en se concentrant sur les transistors à effet de champ organique (OFET). Les sujets abordés comprennent le transport de charge dans les matériaux organiques, la délocalisation électronique intramoléculaire, les matériaux semi-conducteurs organiques et les dispositifs électroniques organiques. L'instructeur explique le fonctionnement et la caractérisation des OFET, en discutant de la réponse dans les régimes linéaires et de transition, ainsi que des géométries de dispositifs, des méthodes de fabrication et des exemples réels de dispositifs. Les paramètres clés des courbes de transfert sont mis en évidence, ainsi que les configurations de caractérisation de l'appareil. Des exemples de recherche OFET, tels que les dispositifs monocristallins Rubrene, sont présentés. La séance de cours se termine par la discussion sur les appareils flexibles basés sur l'OTFT, présentant les progrès de l'électronique organique.

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This course will introduce students to the field of organic electronic materials. The goal of this course is to discuss the origin of electronic properties in organic materials, charge transport mecha

thumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.

Un porteur de charge est, en sciences physiques, une particule ou une quasi-particule qui porte une charge électrique. En se déplaçant, les porteurs de charge créent un courant électrique, comme les ions dans les solutions liquides et les électrons dans les solides. En électronique cette notion est incontournable, les deux porteurs de charge considérés sont les électrons, portant une charge −e, les trous, peuvent se déplacer assez librement dans le réseau cristallin.

vignette|Orbitales moléculaires du 1,3-butadiène, montrant les deux orbitales occupées à l'état fondamental : π est liante entre tous les atomes, tandis que π n'est liante qu'entre les atomes C et C ainsi qu'entre les atomes C et C, et est antiliante entre C et C. En chimie quantique, une orbitale moléculaire est une fonction mathématique décrivant le comportement ondulatoire d'un électron dans une molécule.

Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.

La théorie de l'orbitale moléculaire (TOM) est un des socles de la chimie théorique du . Jusqu'alors les chimistes théoriciens étaient prisonniers des succès du modèle de la liaison covalente de Lewis. Les méthodes spectroscopiques du montrent les limites de l'idée de liaisons localisées en résolvant des structures chimiques jusque-là inédites. Par exemple la mésomérie ou résonance était vue, à tort, comme le passage rapide d'une conformation à une autre (résonance de Kekulé), ce qui n'était pas vérifié ni dans le spectre infrarouge ni dans la réactivité de molécules comme le benzène.

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