Vers un modèle de transport unifié dans les semi-conducteurs organiques ?

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La compréhension du transport dans les semi-conducteurs organiques (SCO) est un prérequis nécessaire pour le développement de l’électronique organique : il s’agit notamment de dépasser le verrou technologique majeur que constituent les faibles performances des transistors organiques, dues aux modes de transport des charges dans le SCO. Le facteur principal avancé pour expliquer ces faibles performances est le désordre structurel de ces matériaux, qui conduit à la présence d’états localisés à travers lesquels les charges doivent transiter pour se déplacer dans le matériau. Le mode de transport est alors assuré par des sauts d’états localisés vers d’autres états, processus peu efficace conduisant à des faibles mobilités . Une vision simplifiée peut se résumer ainsi : plus le désordre est grand, plus le transport est contraint. Les mobilités les plus élevées devraient donc être atteintes dans les SCO cristallins et les modèles de transport usuels avancés dans les SCO (transport par bandes, MTR, transport par sauts, percolation…) se basent principalement sur cette vision. Cependant, l’apparition de SCO désordonnés, notamment polymères, possédant des fortes mobilités remettent en cause cette vision et les approches théoriques appliquées jusqu’alors sont difficilement justifiables pour ces matériaux. Le développement de modèles de transport unifiés pouvant s’appliquer aux différents types de SCO (petites molécules, polymères, cristallins, semi-cristallins et amorphes) est donc un sujet d’actualité. En ce sens, des chercheurs japonais  et sud-coréens  ont remarqué qu’en plus du désordre structurel des SCO doit également considéré un degré de délocalisation des porteurs sur les états d’énergie accessibles.