Self-assembled supramolecular π-π architectures : Low-dimensional structures for organic electronics
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Abstract EN:
Unlike conventional electronics based on inorganic material, organic electronics exploits carbon-based materials such as polymers and small-weight molecules as active components. Organic compounds can be used for creating "bottom-up" molecular architectures using facile solvent-processing techniques, and in this way organic electronics presents a highly flexible and adaptable approach towards the development of functional electronic devices. Self-assembly techniques have evoked particular interest in recent years. These harness weak interactions between molecule, solvent and substrate to create potentially complicated structures with a high degree of molecular order. Polyaromatic hydrocarbons are highly suitable materials to form self-assembled supramolecular architectures for use in electronic devices. These materials have been found to form structures with a very high degree of supramolecular order, such as highly ordered films, molecular crystals and microribbons. These not only exhibit improved electrical properties compared to amorphous (disordered) films, such systems also have an intrinsic capacity to undergo repair of defects and grain boundaries under mild processing conditions, thus avoiding such bottlenecks for charge transport. This thesis will present studies using several methods for forming high aspect-ratio supramolecular architectures, comparing the morphological and electronic properties of these structures with thin films. Atomic force microscopy (AFM) was employed for investigating the supramolecular structure, and OFETs were fabricated in order to determine the transistor properties. The aim was to elucidate the advantages and disadvantages of the various preparation techniques, the degree of long-range molecular order in the resulting structures, their ability to be integrated into devices and the subsequent field-effect characteristics.
Abstract FR:
Contrairement à l'électronique conventionnelle basée sur des matériaux inorganiques, dans le domaine de l'électronique organique, des matériaux organiques à la base de carbone, tel que des polymères ou des petites molécules, sont utilisées comme composants actifs. Le niveau de sophistication de la synthèse chimique moderne permet de produire des composés organiques possédant des propriétés pré-déterminées, faits sur mesure pour des applications spécifiques. En plus, ces matériaux peuvent être utilisés pour créer des architectures moléculaires ascendantes ("bottom-up") en utilisant des techniques de traitement d'échantillon simples basés sur des solvants. De cette façon, l' électronique organique présente une approche très souple et adaptable à l'élaboration de dispositifs électroniques fonctionnels. Les techniques d'auto-assemblage ont été au centre d' un intérêt scientifique particulier ces dernières années. Ceux-ci profitent des interactions faibles entre molécules, solvant et substrat pour créer des structures compliquées avec un haut degré d' ordre au moléculaire. Cette thèse présente des études en utilisant plusieurs méthodes pour la formation d'architectures supramoléculaires avec un rapport d'aspect élevé, en comparant les propriétés morphologiques et électroniques de ces structures à des couches minces. La microscopie à force atomique (AFM) a été utilisée pour étudier la structure supramoléculaire de l' échelle nano- à micro-métrique, et des transistors organiques (OFET) ont été fabriqués pour déterminer les propriétés électroniques. L'objectif est d'élucider les avantages et les inconvénients des différentes techniques de préparation, le degré d'ordre moléculaire à longue distance dans les structures qui en résulte, de leur capacité à être intégré dans les dispositifs à effet de champ et les caractéristiques électroniques.