Effets de l'iode sur les propriétés de couches minces de poly(N-vinylcarbazole) obtenues par évaporation thermique d'une poudre prédopée

Laboratoire de physique des matériaux pour l'électronique, faculté des sciences et des techniques, 2, rue de la Houssinière, 44072 Nantes Cedex 03, France.

Résumé

Les effets de l'iode sur les propriétés, structurales et électriques, de couches minces de poly-N-vinylcarbazole (PVK) obtenues par évaporation thermique d'une poudre pré-dopée, ont été étudiés par microscopie électronique à balayage (M.E.B), analyse thermique gravimétrique (A.T.G.), absorption optique et infra-rouge, analyse chimique par spectroscopie électronique de photoélectrons (X.P.S.) et par mesures I-V en continu. La morphologie des couches minces de PVK pur est différente de celle de PVK dopé à l'iode. Les couches de PVK pur sont homogènes tandis que celles de PVK dopé à l'iode présentent des irrégularités (micro-trous, joints, ....). L'iode, uniformément répartie dans la couche, est présent essentiellement sous forme d'anions trimères [math]. Les courbes I-V obtenues à partir des couches de PVK pur ont un comportement ohmique dans tout le domaine de tension exploré (de 10 à 1000V). Celles obtenues à partir de couches de PVK dopé à l'iode présentent un comportement ohmique aux champs faibles (E < 2,4.10⁵ V.m^-1) et une conductivité électrique contrôlée par effet Pool-Frenkel aux champs élevés.

Abstract

The effects of iodine on the structural and electrical properties of poly-N-vinycarbazole (PVK) thin films obtained by thermal evaporation of a iodine doped powder have been studied by scanning electron microscopy (SEM), ihermogravimetry (TGA), visible and infra-red absorption, X-ray photoelectron spectroscopy and I-V measurements. The morphologies of the pure PVK films and of the doped films are very different. Pure PVK films are homogeneous while iodine doped films are not (there is a lot of pin holes, grain boundaries ...). Iodine is homogeneously distributed in the films in the [math]configuration. The I-V plots of pure PVK layers are ohmics. In the case of Iodine doped layers, when E < 2,4.10⁵ V.m^-1, the I-V plots are ohmics, while the electrical conductivity is controlled by Poole-Frenkel effect at higher voltage.