Augmentation de la mobilité des porteurs de charge dans des films minces de sexithiophène par inclusion électrochimique d’ions métalliques

Laboratoire des Matériaux Moléculaires, CNRS, 2, rue Henry Dunant, 94320 Thiais, France.

Résumé

La mobilité des porteurs de charge de films minces de sexithiophène α-6T semi-conducteur peut être augmentée de deux à trois ordres de grandeur par inclusion d’ions métalliques Ag et Cu au moyen d’une technique électrochimique impulsionnelle. Des mobilités atteignant 0,7 cm² V^-1 s^-1 sont obtenues sur des structures symétriques Au/α-6T/Au. L’analyse des courbes courant-tension montre l’existence d’un régime purement ohmique (V < 0,1 V) suivi d’un régime de courant limité par la charge d’espace (CLCE) au-delà de 0,5 V. Ce résultat peut s’expliquer (1) par une diminution de la résistance de contact et (2) la création de relais métalliques améliorant le taux de transfert des charges d’une chaîne à l’autre. L’utilisation de cette technique peut être envisagée dans l’élaboration de composants électroniques moléculaires comme des transistors à effet de champ.

Abstract

The free-carrier mobility of semiconducting sexithiophene α-6T in thin film can be enhanced by two or three orders of magnitude by electrochemical inclusion of Ag and Cu ions. Mobilities up to 0.7 cm² V^-1 s^-1 are obtained with Au/α-6T/Au symmetrical structures. The analysis of current-voltage curves shows the existence of a purely ohmic behavior at low potentials (V < 0.1 V) followed by a space charge limited current regime (SCLC) at potentials higher than 0.5V. This result can be explained by (1) a decrease of the front contact resistance and (2) the creation of metallic bridges improving the inter-chain charge transfer rate. This technique can be used towards molecular electronic devices such as field-effect transistors.