Suivi électrique des transitions de phase dans les cristaux organiques à l’aide de transistors à effet de champs à base de MoS2
Ilan Boulet, Simon Pascal, Frederic Bedu, Igor Ozerov, Alain Ranguis, Thomas Leoni, Conrad Becker, Laurence Masson, Aleksandar Matkovic, Christian Teichert, Olivier Siri, Claudio Attaccalite, Jean-Roch Huntzinger, Matthieu Paillet, Ahmed Zahab and Romain Parret
Les hétérostructures de hybrides van der Waals constituées de matériaux 2D et de molécules organiques exploitent la haute sensibilité des matériaux 2D à toutes modifications interfaciales et la polyvalence inhérente des composés organiques. Dans cette étude, nous nous intéressons au système hybride quinones zwitterioniques /MoS2 dans lequel des cristaux organiques sont formés par épitaxie sur la surface de MoS2 et réorganisés en un autre polymorphe après recuit thermique. Au moyen de mesures de transistors à effet de champ enregistrées in situ tout au long du procédé, de microscopie à force atomique et de calculs DFT, nous démontrons que le transfert de charge entre les zwitterions et le MoS2 dépend fortement de la conformation du film moléculaire. Remarquablement, la mobilité électronique et la profondeur de modulation de courant des transistors restent inchangées, ce qui ouvre des perspectives prometteuses pour des dispositifs efficaces basés sur ce système hybride. Nous montrons également que les transistors MoS2 permettent une détection rapide et précise des modifications structurelles qui se produisent lors des transitions de phase de la couche organique. Ce travail met en évidence que les transistors MoS2 sont des outils remarquables pour la détection on- chip d’événements moléculaires se produisant à l’échelle nanométrique, ce qui ouvre la voie à l’investigation d’autres systèmes dynamiques.
Nanoscale Advances, 2023, DOI: 10.1039/D2NA00817C