Plateforme C3 Fab - Élaboration et caractérisation de Composants, Cellules PV et Capteurs

Capteurs chimiques

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Chemical sensors

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Contact : Sadiara FALL


Capteurs chimiques

Les OFETs en configuration "bottom contact/bottom gate" peuvent être utilisés en tant que capteurs chimiques lorsque leur canal, constitué du matériau organique, est exposé à un gaz à analyser. Concrètement, un élément à capter (éthanol, acétone, etc.), encore appelé analyte, est envoyé mélangé à un gaz porteur (ici du N2), sur le canal du transistor. Un banc spécialement dédié (Fig. 1) permet de mesurer à la fois la concentration d'analyte dans le mélange et les caractéristiques de sortie du transistor.
Dans un premier temps, les caractéristiques de sortie du transistor organique sont mesurées pour différentes concentrations d'un analyte donné (Fig. 2). La répétition de ces mesures pour différents analytes permet d'établir des tables d'étalonnage.
Dans un deuxième temps, la mesure des caractéristiques de sortie du transistor organique pour un analyte inconnu, à une concentration elle aussi inconnue, et la comparaison de ces caractéristiques avec la table d'étalonnage renseigne sur le type d’analyte (sélectivité) et sur sa concentration (sensibilité).

Banc de caractérisation des capteurs chimiques organiques
Caractéristiques de sortie d'un transistor à base de P3HT exposé à un mélange de N2 et d'éthanol
Fig. 1 : Banc de caractérisation des capteurs chimiques à base de transistors organiques à effet de champ Fig. 2 : Évolution de la mobilité des trous, de l’hystérésis des caractéristiques de transfert et du courant de drain (pour une tension drain-source Vds et une tension grille-source Vgs fixées) en fonction de la concentration d’éthanol pour un transistor à base de P3HT (Thèse de P. Lienerth)