Elaboration et étude de matériaux hybrides orientés et nanostructurés d'intérêt pour l'électronique organique

• Main Author: Hartmann, Lucia
• Language: English
• Published: Université de Strasbourg 2012
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; [SDV:AEN] Life Sciences/Food and Nutrition; [SDV:AEN] Sciences du Vivant/Alimentation et Nutrition; Organique électronique; Polymère semi-conducteur; Poly(3-hexylthiophène); Orientation des polymères; Brossage mécanique; Nanocristaux semiconducteurs; Epitaxie; Ligand
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00819804; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/81/98/04/PDF/Hartmann_Lucia_2012_ED182.pdf

Le but de cette thèse était d'élaborer et d'étudier des films minces hybrides orientés et nanostructurés composés d'un polymère semi-conducteur, le poly(3-hexylthiophène) regiorégulier (P3HT) et de nanocristaux semiconducteurs de CdSe (sphères, bâtonnets). Pour cela, deux méthodes ont été mises en œuvre: la croissance épitaxiale directionnelle et le brossage mécanique. Les films de P3HT purs épitaxiés et brossés se différencient en termes de nanomorphologie, d'ordre cristallin et de structure. Les premiers présentent une morphologie lamellaire et une structure de fibre où les chaînes conjuguées sont alignées suivant l'axe de fibre. Les films brossés ne présentent pas de structure lamellaire et les domaines cristallins sont orientés préférentiellement "flat-on". Ces différences se reflètent dans les propriétés optiques des films épitaxiés et brossés. Le degré d'orientation des films brossés dépend fortement du poids moléculaire et une forte anisotropie du transport de charges a été observée. Les films hybrides épitaxiés sont nanostructurés avec localisation des nanocristaux dans les zones amorphes du P3HT. Par ailleurs, l'analyse par tomographie électronique de ces films montre une structure en bicouche avec une couche hybride surmontée d'une couche de P3HT pur. Les films hybrides brossés montrent clairement un alignement des nanobâtonnets de CdSe et des chaînes du P3HT parallèlement à l'axe du brossage. Les degrés d'orientation du P3HT et des nanobâtonnets sont corrélés et dépendent de la proportion en nanoparticules indiquant que c'est la matrice polymère qui induit l'orientation des nanobâtonnets.