Elaboration d’un nouveau matériau semi-conducteur à base d’un polymère

Abstract

Notre travail consiste à élaborer des matériaux semi-conducteurs à base de polymères conducteurs solubles, pour cela nous avons choisi les familles des dérivés de la polyaniline et les dérivés du polythiophène en raison de leurs stabilités et leurs intéressantes propriétés électriques, optiques et électrochimiques. Cependant, leur faible solubilité dans les solvants organiques usuels limite beaucoup leur mise en œuvre à grande échelle. Afin de pallier à ce problème, nous avons synthétisé deux matériaux, le premier est le poly(m-aminophénol) PMAP portant un substituant -OH en position 3 sur la chaîne principale de l’aniline ce qui a permis de le dissoudre dans plusieurs solvants organiques, le deuxième matériau est un copolymère à base de polythiophène le poly(thiophene-co-4-methoxybenzaldehyde) PTMB. Ces deux matériaux qui sont synthétisés par voie chimique sont caractérisés par des méthodes spectroscopiques d’analyse (UV, IR, RMN et DRX ).L’étude des propriétés optiques, électriques et la détermination des gap optique des différents polymères dopés par FeCl3, FeCl2, et I2 nous donne une idée sur le comportement redox de ces matériaux . les résultats obtenus montrent que le gap optique du polymère PMAP augmente avec le dopant réducteur FeCl2 (3,6 eV), et diminue avec les dopants oxydants tel que l’iode (Eg=2,68 eV), et le chlorure ferrique FeCl3 (Eg=2,6 eV). L’étude du dopage despolymères de PTMB et les polymères dopés avec FeCl3 et I2, montre que l’énergie du gap optique pour le PTMB est de l’ordre 1,7 eV, diminue a 1,55 eV pour le PTMB dopé FeCl3avec et diminue jusqu'à 1,54 eV pour le PTMB dopé avec I2. Les valeurs des énergies de gap obtenues à partir de données électrochimiques par voltamétrie cyclique (PTMB (2,48 eV), PTMB dopé FeCl3 (1,5 eV), et PTMB dopé I2 ( 2,22 eV) sont supérieures à celles calculées à partir des spectres d'absorption UV / Vis. Les conductivités électriques sontaméliorées après dopage avec le FeCl3 et I2, de 2,85 10-5S m-1pour le PTMB à 1,5 10-5S m-1pour PTMB dopé I2, jusqu'à 5,5 10- 4S m-1 pour PTMB dopé FeCl3. La stabilité thermique de PTMB augmente avec le dopage et, l’analyse par DRX montre que les polymères dopés présentent un comportement amorphe avec des diminutions des intensités du pic caractéristique.