Soutenance de thèse Mélanie Brouillard

Publié le 30 septembre 2021

Mélanie Brouillard soutiendra sa thèse jeudi 30 septembre à 14h30 dans la salle C10 de l'IUT de Reims sur l'étude de l'injection des charges dans les transistors organiques à effet de champ par microscopie à sonde de Kelvin (KPFM).

Résumé de la thèse :

Cette thèse porte sur l’étude de transistors organiques en couches minces (OTFT) par la méthode de microscopie à sonde de Kelvin (KPFM), en particulier sur l’études des contacts, et sur le développement de la méthode KPFM. Plusieurs semiconducteurs ont été étudiés sur des structures de transistors planaires ou empilées. Les principaux résultats ont été obtenus sur les technologies à base de DNTT.

Une comparaison entre la méthode usuelle de caractérisation des résistances de contacts, la méthode des lignes de transmission (TLM), et la méthode KPFM, a été réalisée. La méthode TLM permet une analyse rapide des contacts ohmiques mais nécessite plusieurs composants et une technologie très homogène. La méthode KPFM permet d’étudier séparément les contacts source ( ) et drain ( ) sur un transistor unique et de manière locale, y compris pour des contacts non ohmiques. Différentes technologies de transistors ont été ainsi étudiés.

La technique KPFM permet d’extraire la tension de seuil locale, interprétée comme le seuil d’apparition des charges fixes et mobiles dans le canal. Extraite à partir de la mesure du courant (I-V), la tension de seuil usuelle est déduite des charges mobiles uniquement. Ces deux mesures ne coïncident pas en général et cela permet de mettre en évidence l’effet de l’accumulation de charges à mobilité réduite ou nulle. De plus, grâce à notre méthode KPFM qui mesure les variations de phase du cantilever, on peut imager la profondeur des charges dans le canal du transistor, pour différents régimes de fonctionnement. On peut ainsi confirmer les résultats de simulation.

Un protocole a été développé pour quantifier la résolution latérale de la méthode KPFM mise en œuvre dans cette thèse. Un échantillon a été pensé et réalisé avec des électrodes d’or polarisables, espacées d’une distance de l’ordre de grandeur de l’apex de la sonde KPFM. La marche de potentiel abrupte mesurée en KPFM est reproduite par simulation. On obtient alors la résolution de la sonde, puis on peut quantifier le champ électrique d’injection au niveau des contacts des OTFT.

Soutenance de thèse Mélanie Brouillard

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