Sol-gel metal oxide materials with electrical properties on flexible substrates for sensor applications

Avec le marché croissant d'appareils électroniques portables connectés (Internet-of-things, loT), la fabrication de dispositifs électroniques sur des substrats flexibles prend une importance de plus en plus grande. L'objectif de cette thèse est de réaliser des dispositifs électroniques flexibles pour des applications de capteurs, en développant un nouveau procédé qui repose sur des matériaux préparés en solution (sol-gel). Ces matériaux sont déposés sous forme de film mince et traités par laser NIR pour leur donner leurs propriétés électroniques. Des formulations sol-gel à base de mélange de précurseurs de In et Zn ont été développées et adaptées pour le traitement laser NIR, notamment par l'introduction d'un absorbeur NIR. Les propriétés du matériau en couche mince après traitement laser ont été étudiées par différentes techniques incluant le FTIR, l'XPS, l'AFM et des mesures électriques. II est ainsi démontré qu'une durée d'irradiation de 60 secondes est suffisamment efficace pour produire le même effet dans le film mince qu'un chauffage thermique à200-300°C (1 heure). Une autre stratégie de traitement laser qui combine une irradiation aux UV profonds (DUV) avec l'irradiation NIR a aussi montré son intérêt pour améliorer les propriétés finales du matériau. Enfin, l'intérêt du procédé est démontré par le développement de capteurs de gaz sur différents substrats en plastique tels que le PC/PE/PET. With the growing market of connected wearable electronic devices (Internet-of-things, loT), the fabrication of electronic devices on flexible substrates is becoming increasingly important. The objective of this thesis is to realize flexible electronic devices for sensor applications by developing a new process based on materials prepared in solution (sol-gel). These materials are deposited as thin films and treated by NIR laser to give them their electronic properties. Sol-gel formulations based on a mixture of ln and Zn precursors have been developed and adapted for NIR laser treatment, in particular by the introduction of an NIR absorber. The properties of the thin film material after laser treatment have been studied by different techniques including FTIR, XPS, AFM and electrical measurements. It is shown that an irradiation time of 60 seconds is sufficiently effective to produce the same effect in the thin film as thermal heating at 200-300°C (1 hour). Another laser treatment strategy which combines deep UV irradiation (DUV) with NIR irradiation has also show