Nano-structuration de films minces de n-acenes pour leur intégration dans des dispositifs organiques d'avenir – MOBInACENE

L’objectif scientifique de MOBInACENE est de maîtriser la structure cristalline de films minces constitués de n-acenes afin de contrôler leurs propriétés électroniques (mobilité des porteurs de charges). Les n-acènes (avec n> 5), sont des molécules susceptibles de présenter des propriétés de transport de charge inédites par rapport à celles des acènes courts (tétracène et pentacène) très étudiés dans la littérature. Jusqu'à très récemment, il était avancé que la synthèse de ces molécules serait impossible or les chercheurs du CRPP ont contourné la difficulté et proposé une méthode de mise en forme d’un précurseur stable et soluble pour obtenir le matériau visé. Ce projet concerne la synthèse chimique de cette nouvelle classe de semi-conducteurs organiques (CRPP), leur nano-structuration lors des dépôts en films minces (LAAS) et l’analyse de leurs propriétés morphologiques, structurales, électroniques et de transport (INSP, LAAS). Plusieurs types de n-acenes présentant différentes topologies (linéaire, bis-acenes angulaires, 2D starphenes) et propriétés électroniques (donneurs/accepteurs d’électrons) seront synthétisés. Le contrôle de la structure monocristalline des films minces élaborés à partir de ces molécules sera obtenu par nanoimpression directe d’encres constituées de ces matériaux ou par dépôt des molécules dans des motifs de résine nano-structurés. Un ensemble de caractérisations complémentaires non destructives (AFM, KPFM, C-AFM, GIWAX, XPS, UPS..) permettra d’étudier la relation entre la structure cristalline et les propriétés électroniques des films de n-acenes à l’échelle nanométrique et macro, ainsi que leur stabilité. Leurs propriétés de transport de charge seront déterminées à partir de trois types de dispositifs - OFET , OFET barre de Hall - afin d’accéder aux propriétés intrinsèques (nature et mobilité des porteurs de charge) de chacun des n-acenes obtenus et d’envisager leur intégration dans des composants organiques.