Réalisation d'un projet d'électronique organique - les propriétés de la polyaniline

Résumé du document

La Polyaniline, bien connue en tant que polymère conducteur, est un matériau organique (à base de carbone) de formule (C6H5N)n, déjà apprécié dans la fabrication des transistors ou des diodes électroluminescentes pour son comportement semi-conducteur. Ses caractéristiques électriques ont été découvertes en 1977.

Elles sont liées à sa structure : des électrons libres se déplacent le long de la chaîne carbonée qui constitue le polymère. La Polyaniline a fait l'objet de nombreux travaux, en dehors des semi-conducteurs et dans des domaines d'application variés : en chimie pour des capteurs à nanofibres ; en optique pour absorber l'énergie.

La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, autrement dit à permettre le passage du courant électrique. Elle correspond à la conductance d'une portion de matériau de 1 m de longueur et de 1 m2 de section ; elle est exprimée en Siemens par mètre.

Extraits

[...] Schéma d'un contact avec ses constituants 3e séance : Mesure de R dans différentes conditions Afin de mesurer la résistance de notre film sous différentes conditions : température et hygrométrie, nous l'avons, tout d'abord, relié à un ohmmètre grâce aux contacts préalablement réalisés. Ensuite, nous l'avons placé dans une enceinte climatique capable de contrôler la température et l'hygrométrie intérieures. Avec l'aide d'un logiciel et en respectant les conditions de fonctionnement (demander une température élevée et une forte hygrométrie n'est pas possible), on a pu gérer la température et l'hygrométrie se trouvant à l'intérieur de l'enceinte. En premier lieu, nous avons cherché l'influence de la température sur la résistance. [...]

[...] Il est nécessaire d'effectuer 8 mesures pour la méthode de Van der Pauw. Les 8 différentes mesures pour la méthode de Van der Pauw On peut calculer par cette méthode 2 valeurs de la résistance ρa et ρb. La moyenne de ces 2 résistances va nous permettre de déterminer la résistance globale de notre matériau et d'en déterminer sa conductivité, σ : ρ = ρa + ρb / 2 σ = 1/ρ Les mesures effectuées par cette méthode sont valables sous certaines conditions : - Les pointes de contacts sont petites devant la surface de l'échantillon - L'épaisseur de l'échantillon doit être inférieure à 600 μm. [...]

[...] Nous avons ensuite observé la résistance en fonction de l'hygrométrie et nous remarquons que plus l'hygrométrie augmente plus la résistance diminue. Ceci montre que dans un milieu humide le contact possède une résistance peu élevée, et que dans une région où règne une température assez élevée il possède également une résistance peu élevée. L'idéal si l'on souhaite une résistance peu élevée est donc de disposer d'une température élevée et d'une hygrométrie importante. Graphe 2 : Résistance en fonction de l'hygrométrie Conclusion Aujourd'hui avec des polymères on arrive à approcher la conductivité des métaux, par l'intermédiaire du dopage, et la résistance de ces matériaux peut être influencée par les conditions extérieures que nous pouvons artificiellement contrôler dans certains cas. [...]

[...] Sommaire Introduction Notions fondamentales Déroulement du mini projet 1ère séance 2ème séance 3ème séance Conclusion Notre mini projet sur l'électronique organique s'est déroulé pendant trois séances où nous avons pu réaliser un film en Polyaniline dopé en DBSA (1re séance), réaliser des contacts avec un échantillon de ce film, mesurer sa conductivité (2e séance), et mesurer sa résistance selon la température et l'hygrométrie (3e séance). Avant d'évoquer plus précisément nos travaux pratiques, nous allons présenter quelques notions fondamentales concernant les matériaux et découvrir la Polyaniline. Notions fondamentales Un matériau isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. Les semi-conducteurs sont des matériaux présentant une conductivité électrique intermédiaire entre les métaux et les isolants. Un matériau conducteur est un matériau permettant des échanges d'énergie entre deux systèmes, par opposition à un isolant. [...]

[...] 2e séance : Mesure de la conductivité et Réalisation des contacts Pour mesurer la conductivité de notre film, nous l'avons découpé en morceaux de 13 mm x 13 mm afin de pouvoir les placer sur le dispositif capable de faire des mesures de conductivité. Ce dispositif utilise la méthode de Van der Pauw ou méthode 4 pointes particulièrement utile pour mesurer la résistivité d'une couche mince. L'échantillon (13x13mm) a une épaisseur e connue. Il faut placer les 4 pointes sur les extrémités des coins du carré. Deux contacts vont servir à l'injection d'un courant continu, alors que les deux autres vont servir à la mesure de la tension créée par le courant injecté. La tension mesurée est caractéristique de la résistivité du matériau. [...]