Comptes Rendus
no. 5-6
Opto-electrical characterization of infrared sensors based on carbon nanotube films
[Caractérisation électro-optique de détecteurs infrarouge à base de films de nanotubes de carbone]
Charlie Koechlin1, 2  ; Sylvain Maine2  ; Stéphanie Rennesson1, 2  ; Riad Haidar1  ; Brigitte Trétout1  ; Annick Loiseau3  ; Jean-Luc Pelouard2
1 Onera, chemin de la Hunière, 91761 Palaiseau, France
2 Laboratoire de photoniques et nanostructures (LPN-CNRS), route de Nozay, 91461 Marcoussis, France
3 Laboratoire d'étude des microstructures, UMR 104 ONERA-CNRS, ONERA BP72, 92322 Châtillon cedex, France
Comptes Rendus. Physique, Volume 11 (2010) no. 5-6, pp. 405-410.

Nous présentons ici la caractérisation électrique d'une matrice de dispositifs à base de film de nanotubes de carbone par la méthode TLM. Elle nous a permis de montrer que les résistances de contact obtenues étaient quatre ordres de grandeur en dessous de l'état de l'art. La dispersion des caractéristiques au sein de la matrice s'avère suffisamment faible pour être compatible avec la réalisation d'un imageur. Une décroissance de la résistance avec la température a été mesurée, et donne une TCR de −0,2%K−1. La forte absorption des films de nanotubes de carbone dans les bandes infrarouges de transmission atmosphérique (3–5 μm et 8–14 μm), nous a permis d'observer les premières photo-réponses à ces longueurs d'onde.

A large array of devices based on a carbon nanotubes film was realized. Electrical characterization by the transfer length method enables the determination of the sheet resistance, and contact resistance, which is extremely low. The resistance dispersion is shown to be due to the film non-uniformity, and is low enough to enable the realization of bolometer focal plane arrays. A decrease of the resistance with the temperature is observed and leads to a TCR of −0.2%K−1. The strong absorption of carbon nanotubes films in the mid infrared transmission band (3–5 μm and of 8–14 μm) enables us to demonstrate the first carbon nanotubes photo response for these wavelengths.

Publié le :
DOI : 10.1016/j.crhy.2010.06.005
Keywords: Carbon nanotubes, Infrared sensor, Resistance dispersion
Mot clés : Nanotubes de carbone, Détecteur infrarouge, Dispersion des caractéristiques
Charlie Koechlin 1, 2 ; Sylvain Maine 2 ; Stéphanie Rennesson 1, 2 ; Riad Haidar 1 ; Brigitte Trétout 1 ; Annick Loiseau 3 ; Jean-Luc Pelouard 2

1 Onera, chemin de la Hunière, 91761 Palaiseau, France
2 Laboratoire de photoniques et nanostructures (LPN-CNRS), route de Nozay, 91461 Marcoussis, France
3 Laboratoire d'étude des microstructures, UMR 104 ONERA-CNRS, ONERA BP72, 92322 Châtillon cedex, France 
@article{CRPHYS_2010__11_5-6_405_0,
     author = {Charlie Koechlin and Sylvain Maine and St\'ephanie Rennesson and Riad Haidar and Brigitte Tr\'etout and Annick Loiseau and Jean-Luc Pelouard},
     title = {Opto-electrical characterization of infrared sensors based on carbon nanotube films},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {405--410},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {11},
     number = {5-6},
     year = {2010},
     doi = {10.1016/j.crhy.2010.06.005},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Charlie Koechlin
AU  - Sylvain Maine
AU  - Stéphanie Rennesson
AU  - Riad Haidar
AU  - Brigitte Trétout
AU  - Annick Loiseau
AU  - Jean-Luc Pelouard
TI  - Opto-electrical characterization of infrared sensors based on carbon nanotube films
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2010
SP  - 405
EP  - 410
VL  - 11
IS  - 5-6
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crhy.2010.06.005
LA  - en
ID  - CRPHYS_2010__11_5-6_405_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Charlie Koechlin
%A Sylvain Maine
%A Stéphanie Rennesson
%A Riad Haidar
%A Brigitte Trétout
%A Annick Loiseau
%A Jean-Luc Pelouard
%T Opto-electrical characterization of infrared sensors based on carbon nanotube films
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2010
%P 405-410
%V 11
%N 5-6
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crhy.2010.06.005
%G en
%F CRPHYS_2010__11_5-6_405_0
Charlie Koechlin; Sylvain Maine; Stéphanie Rennesson; Riad Haidar; Brigitte Trétout; Annick Loiseau; Jean-Luc Pelouard. Opto-electrical characterization of infrared sensors based on carbon nanotube films. Comptes Rendus. Physique, Volume 11 (2010) no. 5-6, pp. 405-410. doi : 10.1016/j.crhy.2010.06.005. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2010.06.005/

[1] S.J. Tans; A.R.M. Verschueren; C. Dekker Nature, 393 (1998), pp. 49-52

[2] R. Martel; T. Schmidt; H.R. Shea; T. Hertel; Ph. Avouris Appl. Phys. Lett., 73 (1998), pp. 2447-2449

[3] P. Avouris; Z. Chen; V. Perebeinos Nat. Nanotech., 2 (2007), p. 605

[4] Y. Nosho; Y. Ohno; S. Kishimoto; T. Mizutani Nanotech., 17 (2006), pp. 3412-3415

[5] T. Kanbara; T. Takenobu; T. Takahashi; Y. Iwasa; K. Tsukagoshi; Y. Aoyagi; H. Kataura Appl. Phys. Lett., 88 (2006), p. 053118

[6] D. Mann; A. Javey; J. Kong; Q. Wang; H. Dai Nano Lett., 3 (2003), p. 1541

[7] D. Zhang; K. Tyu; X. Liu; E. Polikarpov; J. Ly; M.E. Tompson; C. Zhou Nano Lett., 6 (2006), p. 1880

[8] P. Bondavalli; P. Legagneux; D. Pribat Sensors and Actuators B: Chemical, 140 (2009), pp. 304-318

[9] S. Lu; B. Panchapakesan Appl. Phys. Lett., 88 (2006), p. 253107

[10] R. Jackson; S. Graham Appl. Phys. Lett., 94 (2009), p. 012109

[11] M.E. Itkis; F. Borondics; A. Yu; R.C. Haddon Science, 312 (2006), p. 413

[12] S. Maine, C. Koechlin, R. Fleurier, R. Haidar, N. Bardou, C. Dupuis, B. Attal-Trétout, P. Mérel, J. Deschamps, A. Loiseau, J.-L. Pelouard, PSSC, in press.

[13] Z. Wu; Z. Chen; X. Du; J.M. Logan; J. Sippel; M. Nikolou; K. Kamaras; J.R. Reynolds; D.B. Tanner; A.F. Hebard; A.G. Rinzler Science, 305 (2004), p. 1273

[14] A.B. Kaiser; G. Düsberg; S. Roth Phys. Rev. B, 57 (1998), p. 1418

[15] V. Skákalová; A.B. Kaiser; U. Dettlaff-Weglikowska; K. Hrnčariková; S. Roth J. Phys. Chem. B, 109 (2005), pp. 7174-7181

[16] E. Bekyarova; M.E. Itkis; N. Cabrera; B. Zhao; A. Yu; J. Gao; R. Haddon J. Am. Chem. Soc., 127 (2005), p. 5990

[17] V. Skákalová; A.B. Kaiser; Y.-S. Woo; S. Roth Phys. Rev. B, 74 (2006), p. 085403

[18] R. Lu; G. Xu; J.Z. Wu Appl. Phys. Lett., 93 (2008), p. 213101

[19] A. Rogalski Prog. Quan. Elec., 27 (2003), pp. 59-210

[20] J.J. Yon, in: Proceeding of International Symposium OPTRO 2010, Paris, France.

[21] M.E. Itkis; S. Niyogi; M.E. Meng; M.A. Hamon; H. Hu; R.C. Haddon Nano Lett., 2 (2002), p. 155

Cité par Sources :

Commentaires - Politique

Ces articles pourraient vous intéresser

Carbon nanotubes based transistors composed of single-walled carbon nanotubes mats as gas sensors: A review

Paolo Bondavalli

C. R. Phys (2010)

Evaluation of sorted semi-conducting carbon nanotube films for gas sensing applications

Yann Battie; Olivier Ducloux; Philippe Thobois; ...

C. R. Phys (2010)

Synthesis of single-walled carbon nanotubes, their ropes and books

Bilu Liu; Qingfeng Liu; Wencai Ren; ...

C. R. Phys (2010)