Phénomènes d'électroluminescence dans des structures Métal-Isolant-Métal constituées d'un film de carbone amorphe hydrogéné : corrélation avec le gap optique et application à l'étude du transport électrique

Ce memoire traite des phenomenes d'electroluminescence dans des structures metal-isolant-metal (mim) constituees d'un film de carbone amorphe hydrogene (a-c:h). Ces couches sont synthetisees par polymerisation plasma de methane dans un reacteur basse frequence (20 khz), et a temperature ambiante (plasma froid). Les proprietes des films dependent fortement des conditions d'elaboration (c'est a dire la pression de methane dans le reacteur et la puissance de decharge). Les films se caracterisent par la presence d'ilots graphitiques disperses dans une matrice polymere. En fonction de la concentration en graphites, la structure est dite graphitic-like ou polymer-like. Correlativement, le gap optique des couches, calcule a l'aide de la formule de tauc, peut varier de 0,8 ev a 2,4 ev suivant les conditions de depot. La resistivite electrique se situe dans la gamme des 10#9-10#1#4 xcm. Les mesures de courant montrent une evolution du regime de conduction lorsque les films passent d'une structure graphitic-like (15%) a polymer-like (8%). La conduction est limitee par charge d'espace dans les films enrichis de graphite tandis que dans les films polymer-like, le regime de conduction est de type poole-frenkel. Un phenomene d'electroluminescence a ete mis en evidence dans des structures mim constituees d'un film dont le gap optique est situe dans l'infrarouge. Cette emission est due a un phenomene d'electrode. Ce phenomene de surface a ete utilise pour la determination de la mobilite electronique par une methode nouvelle basee sur des mesures resolues en temps. Lorsque le gap optique est situe dans le visible, l'electroluminescence est due aux effets cumules de surface et de matrice. Une emission de volume a ete identifiee dans la gamme des 500-550 nm, c'est a dire dans le vert-jaune. Les experiences de photoluminescence confirment les proprietes d'emission de ces couches. De plus, la contribution de la matrice a l'emission lumineuse est renforcee par un recuit des echantillons