Élucidation des mécanismes électroniques dans des memristors organiques

Organic memristors are promising components for neuromorphic circuit elaboration and electronic miniaturization. Nevertheless, mechanisms driving memory effects in these devices are still unknown. This thesis purpose is to contribute to molecular mechanisms elucidation in these organic layers. We have designed a muliplex plateform integrating molecular films as a crossbar junction and allowing films characterization by different technics (AFM, SERS, i-V). These plateforms were made using innovative methods. The bottom electrodes shape was designed by photolithography so that they could be easily functionalized by electrochemistry and characterized by AFM. Then, the molecular films studied were electrografted onto the bottom electrodes by diazonium reduction. Finally, top electrodes were deposited by inkjet printing. This study relates principaly to an iron (II) coordination complex having two ter-pyridine ligands. It has been integrated for the first time in junctions as active layer. One of the ligands support a diazonium function as anchoring group which allows the complex to be electrografted on electrodes. The Au/Fe complexes/Au junctions showed a memristive behavior with a satisfying ON/OFF current ratio of 80. We highlighted azo bridge formation during the complexes grafting. Furthermore, the azo redox activity was observed by using time resolved spectroelectrochemistry (UV-vis absorption and Raman coupled to electrochimistry). This property is suspected inducingto induce the memory effect seen for iron complexes junctions.Les memristors organiques sont très prometteurs pour l’élaboration de circuits neuromorphiques et la miniaturisation de l’électronique. Cependant, les mécanismes régissant les effets mémoires au sein de ces dispositifs sont très peu connus. L’objet de cette thèse est de contribuer à la recherche sur l’élucidation des mécanismes moléculaires dans les couches organiques. Dans le cadre de ce travail, une plateforme multiplexe a été mise au point. Elle permet d’intégrer des films moléculaires en jonction crossbar Métal/molécule/Métal et de caractériser ces films par différentes techniques (AFM, SERS, i-V). Cette plateforme a été fabriquée avec des méthodes innovantes. En effet, la forme des électrodes inférieures a été élaborée par photolithographie de manière à pouvoir les fonctionnaliser facilement par électrochimie et à les caractériser par AFM. Les films moléculaires étudiés ont été électrogreffés sur les électrodes inférieures par réduction de diazoniums. Enfin, les électrodes supérieures ont été déposées par impression jet d’encre. L’étude porte principalement sur un complexe de coordination de fer(II) avec deux ligands ter-pyridine. Ce complexe a ici été intégré pour la première fois dans les jonctions comme couche active. Un des ligands porte une fonction diazonium comme groupe d’accroche permettant d’électrogreffer le complexe sur des électrodes. Les jonctions Au/complexe de Fe/Au se sont révélées avoir un effet memristif avec un ratio entre les courants ON/OFF très satisfaisant, de 80. De plus, nous avons montré que des ponts azo sont formés durant le greffage des complexes. Nous avons également observé, par des techniques spectroélectrochimiques à résolution temporelle (absorption UV-vis et Raman couplées à l’électrochimie), que les ponts azo sont redox actifs. Cette propriété est soupçonnée d’être à l’origine de l’effet mémoire constaté dans ces jonctions à base de complexes de fer