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1. WO1998035393 - POLYMER SEMICONDUCTOR DEVICE COMPRISING AT LEAST A RECTIFYING FUNCTION AND METHOD FOR MAKING SAME

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[ FR ]

DISPOSITIF SEMICONDUCTEUR EN POLYMERE COMPORTANT AU
MOINS UNE FONCTION REDRESSEUSE ET PROCEDE DE

FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF

La présente invention concerne un dispositif semiconducteur en polymère comportant au moins une fonction redresseuse. Elle concerne en particulier les diodes et notamment les diodes photovoltaïques et électroluminescentes. Elle concerne également des dispositifs tels que les transistors.
L'utilisation de polymère pour réaliser des dispositifs semiconducteurs est techniquement assez intéressante. En effet, les polymères peuvent être mis en forme par voie humide a partir d'une solution, ce qui conduit a des techniques faciles a mettre en oeuvre, peu onéreuses et compatibles avec d'autres techniques .
Afin de réaliser des dispositifs semiconducteurs tels que des diodes électroluminescentes et des cellules photovoltaïques, il convient habituellement de réaliser une jonction. Il peut s'agir d'une jonction Schottky obtenue par mise en contact d'un semiconducteur dope et d'un métal présentant un contact redresseur avec le semiconducteur utilise. Il peut également s'agir d'une jonction pn obtenue par la juxtaposition d'un semiconducteur de type p et d'un semiconducteur de type n. La jonction est dite homojonction si le matériau semiconducteur est le même pour l'ensemble de la jonction. Dans le cas contraire, on parle d' heterojonction .
Il est connu d'utiliser des polymères pour réaliser ces deux types de diode (Schottky et jonction pn) . En fonction du type de conductivite requis p ou n, il est préférable de doper chimiquement le polymère avec des atomes (ou des molécules) accepteurs ou donneurs d'électrons, respectivement.
Un inconvénient des diodes Schottky réalisées par la juxtaposition d'un métal et d'un polymère semiconducteur est leur faible durée de vie. Ceci est dû à la diffusion du métal dans le polymère, au niveau du contact entre les deux matériaux, à cause de la différence de potentiel électrochi ique existant entre ces deux matériaux.
Une jonction pn devrait permettre a priori de corriger cet inconvénient. On la réalise par juxtaposition d'un polymère de type p et d'un polymère de type n. Toutefois, il est extrêmement difficile de réaliser de telles jonctions pn car le choix des différents polymères n'est pas toujours compatible avec les impératifs de mise en oeuvre. De plus, les polymères de type n sont peu courants et souvent instables a l'oxygène.
Un autre problème inhérent aux diodes en polymère de ces deux types (Schottky et pn) est lie à la faible extension de la zone de déplétion à la jonction et qui est inférieure a 20 nm. Afin d'éviter des courts-circuits entre les électrodes, les dispositifs constitues de couches minces de polymère sont réalises avec une épaisseur supérieure ou égale à 100 nm. Comme la mobilité μ des charges dans les composants organiques est une fonction croissant rapidement avec le champ électrique E interne au semiconducteur selon la loi empirique

μ = μ0.exp[(E/E0)P]

ou l'exposant p est voisin de 0,5 et comme le champ interne E n'est important que dans la zone de depletion, les charges électriques circulent mal dans les dispositifs semiconducteurs en polymère selon l'art connu. Ceci entraîne un faible rendement de ces dispositifs .
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle consiste à réaliser un gradient d' homojonction redresseuse équivalent à une jonction pn dans une couche mince unique de polymère qui sert de matrice hôte à des molécules polaires orientées de manière appropriée. Il en résulte une augmentation significative de la mobilité des porteurs dans toute l'épaisseur de la couche, ce qui entraîne une zone de déplétion distribuée uniformément. Ce principe améliore de façon significative les performances des dispositifs a jonction tels que les diodes électroluminescentes, les photopiles et les transistors réalisés à partir de polymères .
Un premier objet de la présente invention consiste donc en un dispositif semiconducteur en polymère comportant au moins une fonction redresseuse, caractérisé en ce que la fonction est réalisée par une couche de polymère comprise entre des premiers et des seconds moyens formant électrodes, la couche de polymère constituant une matrice hôte pour des molécules polaires, les molécules polaires étant orientées électriquement dans une direction perpendiculaire aux premiers et seconds moyens formant électrodes, les charges électriques de même signe des molécules polaires étant dirigées vers les mêmes moyens formant électrode.
Un second objet de la présente invention consiste en un procède de réalisation d'un dispositif semiconducteur en polymère comportant au moins une fonction redresseuse, caractérisé en ce qu'il inclut les étapes suivantes : - formation d'une couche à base de polymère et comprenant des molécules polaires, le polymère constituant une matrice hôte pour les molécules polaires,
- orientation des molécules polaires dans la matrice hôte pour que les charges électriques de même signe des molécules polaires soient dirigées d'un même côté .
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est un diagramme courant-tension d'une structure comprenant une couche de polymère placée entre deux électrodes,
- la figure 2 est un diagramme représentant la variation de la hauteur de la barrière de potentiel entre une électrode et la couche de polymère d'une structure selon l'invention en fonction du taux d'orientation des molécules polaires,
- la figure 3 est un diagramme représentant la mobilité des électrons dans une structure selon l'invention avant polarisation et pour deux valeurs opposées du champ de polarisation,
- la figure 4 représente, vue de côté, une photopile selon la présente invention,
- la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif à photopiles selon la présente invention,
- la figure 6 représente, vue de côté, une diode électroluminescente selon la présente invention.
Les diagrammes des figures 1, 2 et 3 permettent d'illustrer le principe qui est à la base de la présente invention. Ils concernent une diode symétrique constituée d'un film mince de polymère semiconducteur situé entre deux électrodes de même nature et comportant des molécules organiques polaires. Le film mince est un copolymère (MMA-DRl) 50/50 qui sera défini plus loin, le MMA jouant le rôle de matrice hôte et le DR1 constituant les molécules polaires. Les électrodes sont en aluminium.
Initialement, la structure ainsi constituée est parfaitement symétrique comme le montre sa caractéristique courant-tension représentée par la courbe 1 sur le diagramme de la figure 1 et relevée a température ambiante. Le principe qui est a la base de la présente invention consiste à induire une fonction de diode redresseuse de type pn par modification de la nature même de la couche de polymère située entre les électrodes. La modification est réalisée par orientation des molécules polaires dans la matrice hôte. En appliquant un champ électrique statique sur le film mince et en portant simultanément ce film mince a une température proche de sa température de transition vitreuse Tg, les molécules polaires s'orientent quantitativement selon le champ électrique. Cette orientation est figée en maintenant le champ électrique statique pendant la phase de refroidissement de la structure. Il est possible de relier directement le champ interne induit dans une structure polarisée au taux d'orientation des molécules polaires.
L'effet de l'orientation des molécules polaires apparaît sur les courbes du diagramme I = f (V) de la figure 1. La courbe 1 montrant la caractéristique courant-tension avant polarisation de la structure, la courbe 2 montre la caractéristique courant-tension d'une structure similaire obtenue après polarisation sous 5 V, a une température de 130°C pendant 10 mm, la courbe 3 montre la caractéristique courant-tension d'une structure similaire obtenue après polarisation sous 10 V, à une température de 130°C pendant 10 mm, la courbe A montre la caractéristique courant-tension d'une structure similaire obtenue après polarisation sous 15 V, à une température de 130°C pendant 10 mm. L'effet redresseur, après polarisation à une température proche de la température de transition vitreuse apparaît nettement sur le diagramme de la figure 1.
En prenant le modèle classique de la diode Schottky pour les semiconducteurs, on peut faire un ajustement théorique des courbes courant-tension en utilisant des paramètres usuels :

I = Is[exp (qV/nkT) -l]

avec Is : courant de saturation
V : tension appliquée
n : facteur d' idéalité
q : charge de l'électron
k : constante de Boltzmann
T : température absolue.
On peut ainsi estimer pour chacune des valeurs de polarisation de la structure le courant de saturation. Par analogie avec les semiconducteurs minéraux, on peut alors calculer Φj-,, barrière de potentiel métal-semiconducteur par l'expression suivante :


avec A : aire de la diode
R : constante de Richardson,
R* = 4πmeqk2 /h3 La valeur Φj-, est comparée avec des mesures de taux d'orientation réalisées par génération de second harmonique. Ces mesures de taux d'orientation peuvent être effectuées comme indique dans la thèse de G. GADRET, intitulée "Propriétés optiques non linéaires de polymères polarisés : étude de la dispersion chromatique de leur coefficient électro-optique par modulation de la réflectivité" et soutenue à l'Université de Paris XI en 1993. La variation de la hauteur de la barrière de potentiel metal/semiconducteur organique est ainsi reliée au taux d'orientation des molécules dans la matrice de polymère .
La figure 2 montre que, par orientation des molécules, on a réalisé une fonction équivalente à une jonction pn avec une différence de potentiel interne voisine de 0,2 eV. Il s'agit d'un gradient d' homojonction distribue sur toute l'épaisseur du film de polymère.
On constate aussi sur la figure 1 qu'en plus de l'effet redresseur (asymétrie de la caractéristique), la conductivité de la diode a l'état passant (diode polarisée positivement) est significativement accrue après orientation des molécules. Cet effet est confirme par mesure de temps de vol. Cette mesure permet de déterminer le type de conduction d'un matériau

(conduction n si les électrons sont les porteurs majoritaires, ou p si ce sont les trous) et la mobilité des charges .
Le diagramme de la figure 3 montre les résultats obtenus pour la mobilité des électrons avant et après orientation des molécules pour deux valeurs opposées de champ de polarisation applique a 130°C. La mobilité sur le diagramme de la figure 3 est tracée en fonction du champ électrique E appliqué pendant la mesure. La loi de mobilité
μ = μ0.exp[(E/E0)l/2]

est vérifiée. L'augmentation de la mobilité des électrons est asymétrique. Elle va dans le sens de l'effet redresseur induit.
Dans le diagramme de la figure 3, la mobilité μ des électrons est portée sur l'axe des ordonnées et le champ électrique E sur l'axe des abscisses. Sur le diagramme de la figure 3, le signe en forme de triangle représente la mobilité des électrons avant polarisation sous champ électrique, le signe en forme de carre représente la mobilité des électrons après polarisation résultant de l'application d'une tension négative de 100 V, pendant 5 mm et à 130°C, le signe en forme de rond représente la mobilité des électrons après polarisation résultant de l'application d'une tension positive de 100 V, pendant 5 mm et à 130°C.
Le diagramme de la figure 3 montre que, par orientation des molécules, la mobilité électronique μ0 dans le sens passant sans champ externe appliqué est accrue d'un facteur 4. Cet effet est fondamental pour le rendement de dispositifs semiconducteurs du type photopile et diode électroluminescente.
Il est avantageux d'utiliser, comme molécules polaires, des molécules organiques actives dérivées du domaine de l'optique non linéaire quadratique. Elles sont de type "push-pull", c'est-à-dire qu'elles possèdent a la fois un groupe donneur d'électrons (du type ammo) et un groupe accepteur d'électrons (du type nitro) , séparés l'un de l'autre par un ou plusieurs groupements comportant des systèmes d'électrons π conjugues, donc susceptibles de se déplacer sur plusieurs atomes (diazobenzène dans le cas de la molécule de DR1, par exemple) . Ce type de molécules est largement décrit dans "Molecular Nonlinear Optics : materials, physics and devices", édité par J. ZYSS chez Académie Press, Inc. (1994), "Organic Nonlinear Optical Materials", Vol. 1, par Ch. BOSSHARD, K. SUTTER, Ph. PRETRE, J. HULLIGER, M. FLORSHEIMER, P. KAATZ, P. GUNTER, édité par Gordon and Breach Publishers, (1995) et dans le document FR-A-2 732 482 divulguant un "Procédé de fabrication de structures en polymères organiques, transparentes, auto organisées pour la conversion de fréquence optique", par F. CHARRA, C. FIORINI, A. LORIN, J-M . NUNZI, P. RAIMOND.
Un exemple de molécule polaire est le Disperse Red 1 (DR1) :
4-[N- (2-hydroxyéthyl) -N-éthyl]-amino-4 ' -nitroazobenzène (Aldrich, recristallisé) qui possède la structure chimique suivante :


Cette molécule peut être utilisée dans une photopile comme photo-générateur de charges .
Un autre exemple de molécule polaire est la DCM : 4- (dicyanométhylène) -2-méthyl-6- (p-diméthylaminostyryl) -4H-pyrane (Exciton) qui possède la structure chimique suivante :

Cette molécule peut être utilisée dans une diode électroluminescente comme émetteur de lumière rouge à 620 nm.
Le polymère qu'il convient d'utiliser est avantageusement soluble. Il doit avoir une mobilité de porteurs significative après inclusion des molécules actives par dopage ou par greffage à la chaîne principale. Il peut s'agir de polymères semiconducteurs comme ceux qui sont décrits dans "Handbook of conduct g polymers", édité en deux volumes par SKOTHEIM en 1986 chez Marcel Dekker. Les dérivés solubles du polythiophène (PT) , du polyparaphénylène (PPP) , et du polyparaphénylènevmylène (PPV) en sont quelques exemples. Il peut aussi s'agir de polymères qui deviennent semiconducteurs par dopage, par exemple le polyméthylméthacrylate (PMMA), le polyvmylcarbazole (PVK) , le polycarbonate (PC), le polystyrène (PS), et le polyvmylchlorure (PVC) .
Par exemple, le polyméthylméthacrylate (PMMA) est utilisé en tant que matrice polymère isotrope, optiquement mactive et transparente dans le visible et l'infrarouge proche. Sa formule chimique est la suivante :


La molécule active peut être attachée chimiquement (greffée) au polymère. Ainsi, le copolymère DR1-MMA greffe à 50° en moles de chromophores (DR1-MMA 50/50) est obtenu par polymérisation radicalaire à partir d'une solution de méthylméthacrylate (MMA) et de N-éthyl-N- (méthacryloxyéthyl) -4 ' -ammo-4-nιtroazobenzène (dérivé de DR1) . Ce matériau possède une température de transition vitreuse proche de 132°C. Sa formule est la suivante :


Le dispositif semiconducteur selon la présente invention permet notamment la réalisation d'une photopile (cellule photovoltaïque) . Une réalisation classique de photopile est décrite dans l'article "Organic Solar Cells" de D. OHRLE et D. MEISSNER, publié dans Advanced Materials, Vol. 3 (1991), n°3, pages 129-138.
La photopile selon l'invention est représentée schématiquement à la figure 4. Elle comprend un substrat transparent 10, par exemple en verre, supportant une électrode transparente 11, par exemple en oxyde mixte d'étain et d'indiu (électrode ITO) . Une couche de semiconducteur organique 12 constituée par un polymère incluant des molécules polaires est comprise entre l'électrode transparente 11 et une électrode métallique 13, par exemple en aluminium. Les électrodes 11 et 13 sont respectivement reliées à des bornes de sortie 14 et 15. En fonctionnement, la lumière, indiquée par des flèches sur la figure 4, est absorbée par la face transparente de la photodiode. Des charges électriques sont alors photo-générées près de l'interface électrode transparente 11 - couche de polymère 12. Le champ électrique interne à la structure, qui est induit par l'orientation des molécules polaires contenues dans la matrice hôte polymère, favorise la séparation des charges et le déplacement de l'un des porteurs vers l'électrode d'aluminium. Un courant est alors généré.
Pour une réalisation plus mdustrialisable de la photopile, on peut utiliser un substrat constitué par une lame de verre standard, recouverte d'ITO (traitement Conduct 013 A de chez Balzers) de résistance égale à 13 Ω/D, et d'épaisseur égale à 1 mm. Le revêtement conducteur est alors grave par attaque laser selon la configuration illustrée par la figure 5 ou la référence 20 désigne la lame de verre. L'ablation laser divise le revêtement conducteur et transparent en trois parties 21, 22 et 23. Apres nettoyage avec un détergent classique (TDF4), les parties 21, 22 et 23 sont rincées a l'eau distillée puis subissent plusieurs cycles de traitement aux ultrasons. Le substrat constitue par la lame de verre et son revêtement conducteur est ensuite chauffé dans un four a 400°C de façon a éliminer par pyrolyse d'éventuelles impuretés organiques résiduelles.
Le film organique est obtenu par centrifugation de la solution de polymère sur le substrat (dépôt a la tournette) . L'épaisseur de la couche et son homogénéité dépendent des paramètres de rotation de la tournette et de la viscosité de la solution. L'appareil est règle en double régime.
Des films d'épaisseur 0,13 μm sont obtenus a partir d'une solution de copolymère (MMA-DRl) 50/50 a 30 g/1 dans le trιchloro-1, 1, 2-éthane . La solution est filtrée au moment du dépôt à travers un filtre de 0,5 μm. Les paramètres de centπfugation sont les suivants :
Phase de dépôt : première accélération :
200 tours/mm/s,
premier cycle : 110 tours/mm,
pendant 10 s,
Phase de séchage : deuxième accélération :
300 tours/mm/s,
deuxième cycle :
5000 tours/mm pendant 50 s.
Après dépôt, le substrat recouvert du film mince est recuit pendant 15 minutes à 80°C, ce qui permet d' éliminer le solvant résiduel. La mesure de l'épaisseur est réalisée à l'aide d'un profilometre Veeco modèle Dektak 3ST.
La partie gauche du film mince correspondant aux parties 22 et 23 est alors grattée partiellement pour mettre à nu ces parties 22 et 23 qui serviront de plots de contact électrique. De même, la partie droite extrême du film mince est également grattée pour faciliter la prise de contact.
Ensuite, comme cela est visible sur la figure 5, des électrodes 24 et 25 en aluminium sont déposées sur le film mince organique 29 par evaporation à travers un masque. L ' evaporation est réalisée sous vide à 1,33.10-4 Pa (10~6 Torr) . Elle permet simultanément le dépôt des bandes conductrices 26 et 27 assurant la liaison électrique entre les électrodes 24 et 25 et les plots 22 et 23 respectivement. On obtient deux photopiles dont la surface unitaire est de 38 mm2 et possédant une électrode commune formée par la partie conductrice 21.

Le dispositif obtenu est ensuite porté à une température de 130°C et une tension de 15 volts est appliquée à chaque diode pendant 10 minutes. Puis la régulation en température du dispositif est arrêtée en gardant la même tension de polarisation appliquée. On laisse la température du dispositif redescendre à 25°C en 30 minutes. Le champ électrique statique appliqué est alors coupé.
L'effet du colorant DR1 est que les porteurs de charges majoritaires dans le copolymère (MMA-DRl) 50/50 sont les électrons (matériau de type n) . Leur mobilité est donc augmentée en orientant les chromophores de DR1 avec leur groupement donneur d'électrons (ammo) du côté du revêtement d'ITO et leur groupement accepteur d'électrons (nitro) du côté de l'électrode d' aluminium. On réalise cela en appliquant la valeur positive de la tension V au revêtement d'ITO pendant la phase de polarisation. Plus généralement, pour un film de polymère de même composition et d'épaisseur différente, le dispositif sera polarisé avec une tension V voisine de 100 V/μm.
La photopile ainsi décrite génère un courant d'électrons a l'électrode d' aluminium lorsqu'elle est éclairée en lumière blanche sur la face transparente.
Le dispositif semiconducteur selon la présente invention permet également la réalisation d'une diode électroluminescente. Une réalisation classique de diode électroluminescente est décrite dans l'article "Blue light-emittmg diodes with doped polymers" de E. GAUTIER, J . -M . NUNZI, C. SENTEIN, A. LORIN et P. RAIMOND publie dans Synthetic Metals, Vol. 81, 1996, p. 197-200.
Une diode électroluminescente selon la présente invention est représentée schématiquement a la figure 6. Sa structure est identique a celle de la figure 4.

Elle comporte un substrat transparent 30, par exemple en verre, supportant une électrode transparente 31, par exemple une électrode ITO. Une couche de semiconducteur organique 32 constituée par un polymère incluant des molécules polaires est comprise entre l'électrode transparente 31 et une électrode métallique 33, par exemple en aluminium. Les électrodes 31 et 33 sont respectivement reliées à des bornes d'entrée 34 et 35. En fonctionnement, de la lumière, indiquée par des flèches sur la figure 6, est émise au travers de la face transparente de la diode électroluminescente.
Lorsque la diode est soumise à une tension positive sur l'électrode transparente 31, des charges sont injectées par les deux électrodes 31 et 33 dans le polymère 32. En se recombinant, ces charges émettent de la lumière par la face transparente du dispositif. Le champ électrique interne à la structure, qui est induit par l'orientation des molécules polaires contenues dans la matrice hôte polymère, favorise l' injection des charges et leur recombinaison par paires +/- dans le polymère. En effet, ce champ interne limite le transit direct, sans recombinaison, de charges d'une électrode à l'autre.
On peut aussi réaliser des structures de diodes électroluminescentes suivant la disposition montrée à la figure 5. Le film mmce organique peut être obtenu à partir d'un mélange du polymère PMMA à 30 g/1 dans le trιchloro-1 , 1 , 2-éthane avec la molécule de DCM à 5° en masse de PMMA (1,5 g/1 de solution). En suivant la procédure décrite précédemment pour la photopile de la figure 5, on peut obtenir des films organiques de 0,1 μm d'épaisseur. Les électrodes d'aluminium sont aussi déposées comme décrit précédemment. La polarisation du dispositif se fait aussi de la manière indiquée précédemment.

La diode électroluminescente ainsi décrite émet de la lumière rouge à 620 nm par l'électrode transparente lorsqu'elle est soumise à une tension supérieure à 20 V (positive sur l'électrode transparente).
Différentes variantes de réalisation peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention. Ainsi, la couche organique active peut être réalisée par mélange de différents polymères et de différentes molécules. De même, ces différentes espèces peuvent être liées chimiquement (copolymère) .
Le substrat transparent peut être du verre ordinaire mais tout autre matériau diélectrique transparent convient, par exemple les plastiques transparents comme le polycarbonate, le PMMA. Ces matériaux plastiques permettent la réalisation de dispositifs souples (en feuille, en rouleau, etc.) .
Afin de laisser passer la lumière utile, au moins l'une des électrodes doit être transparente. Si, comme c'est le cas décrit jusqu'à présent, c'est le substrat qui est transparent, l'électrode adjacente à ce substrat peut être en oxyde d'mdium, en oxyde mixte d'etam et d'mdium ou peut être constituée d'un film mince de polymère conducteur transparent dans le domaine de la lumière utile, par exemple du type polyaniline (Pani, distribué par Monsanto) ou PEDT (distribué par Bayer), ou encore être constituée d'un film mince métallique (aluminium, or, argent, ... ) dépose par evaporation et d'une épaisseur voisine de 10 a 50 nm .
L'électrode supérieure est avantageusement un film mince métallique dépose par evaporation (aluminium, or, argent, magnésium,...). Suivant le type de dispositif a réaliser, cette électrode peut être opaque ou semi-transparente .

Il existe différentes techniques permettant d'appliquer un champ électrique statique sur un film mince. On peut polariser grâce à des électrodes évaporées sur le substrat puis sur le film. C'est la méthode utilisée plus haut. Ce champ peut aussi être appliqué en déposant sur le film, qui est en général fortement résistif, des ions créés par effet Corona près d'une pointe ou d'un fil métallique. C'est la méthode qui permet de polariser les cylindres des imprimantes laser. La polarisation peut également être réalisée à froid, lorsqu'elle est assistée optiquement.

La technique de polarisation par électrodes consiste à appliquer un champ électrique par l'intermédiaire d'électrodes placées de part et d'autre du film. L'électrode inférieure peut être simplement un substrat conducteur (silicium dopé par exemple), une électrode métallique évaporée sur le substrat avant le dépôt du film organique, ou une électrode transparente (ITO) suivant le type du dispositif à réaliser. L'électrode supérieure est un film mince métallique dépose par evaporation.
L'accès direct et précis à la valeur du champ électrique appliqué au film constitue l'avantage essentiel de cette méthode. De plus, il s'agit d'une méthode applicable au dispositif tel qu'il est réalisé. En portant le matériau au moment de la polarisation a une température proche de sa température de transition vitreuse, les contraintes mécaniques imposées par les chaînes polymériques constituant la matrice diminuent et cela conduit à l'orientation des molécules dopantes. Il est alors nécessaire de maintenir le champ statique pendant la phase de refroidissement de l'échantillon, avant de le couper à température ambiante pour figer l'orientation des molécules.

Pour certains couples molécule/polymère, il n'est pas nécessaire de chauffer la couche organique pour orienter les molécules. C'est le cas du DR1 dans le PVK. Pour d'autres couples molécule/polymère, l'orientation peut être réalisée sans chauffage, par application d'un faisceau lumineux absorbé par les molécules, lequel faisceau produit un effet équivalent au chauffage.
Comme il a été dit plus haut, on peut également effectuer la polarisation par effet Corona. L'application d'un potentiel électrique sur une surface métallique à faible rayon de courbure (pointe) se traduit par la création d'une forte densité surfacique de charges à l'interface convexe. Le flux électrique est donc concentré près de cette pointe, conduisant à l'ionisation d'un gaz présent près de l'interface. L'apparition des ions dans le gaz augmente sa conductibilité, et une décharge électrique apparaît quand la tension appliquée sur le gaz dépasse la valeur de la tension de claquage diélectrique. La polarisation par effet Corona consiste à déposer ces ions sur le film mince pour le polariser. Les substrats à utiliser sont les mêmes que pour la méthode précédente. L'électrode supérieure métallique sera alors déposée, une fois la polarisation réalisée.
11 est également possible de réaliser les dispositifs décrits ci-dessus avec une structure inversée. Dans ce cas, le substrat et/ou l'électrode inférieure peuvent être opaques. L'électrode supérieure est alors nécessairement transparente ou semi-transparente. Elle peut être réalisée par dépôt cathodique d'ITO ou dépôt d'un film mince métallique d'épaisseur voisine de 10 a 50 nm (aluminium, or, argent, etc.) . L'avantage d'un tel type de dispositif est qu'il peut être réalise par dépôt sur un film souple d'aluminium type substrat Mylar® (distribué par Dupont de Nemours) . On gagne alors une étape de réalisation, celle relative au dépôt de l'électrode inférieure .
II entre également dans le cadre de la présente invention de réaliser des dispositifs semiconducteurs autres que des diodes électroluminescentes ou photovoltaïques, par exemple des transistors de type à effet de champ dont la couche semiconductrice active est constituée et/ou réalisée selon les caractéristiques de l'invention. Dans ce cas, l'augmentation de la mobilité des porteurs de charges induite selon le principe proposé est d'un grand intérêt car les caractéristiques des transistors (contraste entre l'état passant et l'état bloquant) dépendent fortement de celle-ci. L'intérêt des transistors organiques est qu'ils permettent de réaliser des capteurs (détecteurs et dosimètres) .