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[[Fichier:Selfassembly Organic Semiconductor Trixler LMU.jpg|vignette|Molécules de quinacridone (semi-conducteur organique) adsorbées sur une surface de graphite.]]
Un '''semi-conducteur organique''' est un [[composé organique]], sous la forme d'un [[cristal]] ou d'un [[polymère]], qui montre des propriétés similaires aux [[semi-conducteur]]s [[chimie inorganique |inorganiques]]. Ses propriétés sont la [[Conductivité électrique|conduction]] par les [[électron]]s et les [[trou d'électron|trous]], ainsi que la présence d'une [[bande interdite]]. Ces matériaux ont donné naissance à l''''électronique organique''', ou électronique des plastiques. Par ''organique'', on entend que les molécules utilisées sont à base de [[carbone]], comme les molécules à la base de la vie. On dit ''organique'' par opposition aux semi-conducteurs ''inorganiques'', tels le [[silicium]], ou aux conducteurs ''inorganiques'', comme le [[cuivre]].

== Origines de la conductivité ==

La [[Conductivité électrique|conductivité]] dans un semi-conducteur organique est assurée par les [[porteur de charge|porteurs de charge]], dont on connaît bien deux sortes : les électrons (électrons π*) et les trous (électrons π non pairés). Généralement, les solides organiques sont isolants. Toutefois, dans les cristaux organiques formés par des molécules contenant des [[Liaison_π|liens conjugués π]], ou encore les polymères contenant des liens conjugués π, les électrons peuvent circuler librement dans les recouvrements de nuages d'électrons π, ce qui permet la conduction d'électricité. Les [[Hydrocarbure aromatique polycyclique|hydrocarbures aromatiques polycycliques]] sont des exemples de ce type de semi-conducteur. Malgré tout, les polymères conducteurs ont une grande résistance, comparativement aux conducteurs inorganiques. On peut [[Dopage (semi-conducteur)|doper]] les matériaux organiques avec des métaux pour augmenter leur conductivité.

== Ressemblances avec les semi-conducteurs inorganiques ==

Les semi-conducteurs organiques possèdent des caractéristiques similaires aux semi-conducteurs inorganiques. Le tableau suivant présente leurs correspondances de façon succincte :

{| class="wikitable centre"
|'''Semi-conducteur minéral'''
|'''Semi-conducteur organique'''
|-
|[[Bande de valence]]
|[[Orbitales frontières|HOMO]]
|-
|[[Bande de conduction]]
|[[Orbitales frontières|LUMO]]
|-
|[[Bande interdite]]
|[[Bande interdite]]
|} 

De plus, comme les semi-conducteurs inorganiques, les semi-conducteurs organiques peuvent être dopés, c'est-à-dire qu'on peut y produire des électrons en excès ([[Dopage (semi-conducteur)|dopage N]]) ou des trous ([[Dopage (semi-conducteur)|dopage P]]). Dans les semi-conducteurs inorganiques, cela est fait habituellement par [[implantation ionique]], c'est-à-dire en ajoutant des ions dans le semi-conducteur. Ces ions ont des électrons de valence en supplément ou manquants, selon le cas, ce qui permet d'ajouter les porteurs de charge désirés. Cependant, cette technique est trop brutale (sur le plan énergétique) pour doper des films de semi-conducteurs organiques, ces derniers étant trop fragiles pour ce genre d'intervention. La technique préconisée est donc d'exposer le film à une vapeur d'un oxydant ou d'un réducteur, ce qui aura comme effet d'arracher ou d'ajouter des électrons au film. Les semi-conducteurs très dopés comme la [[polyaniline]] (Ormecon) et le [[PEDOT:PSS]] sont aussi appelés '''métaux organiques'''.

== Avantages et désavantages ==

Les semi-conducteurs organiques offrent plusieurs avantages :
* légèreté : pratique pour la portabilité ;
* flexibilité : moins fragiles que les semi-conducteurs inorganiques, qui doivent être déposés sur des substrats plans et rigides, les semi-conducteurs organiques peuvent par exemple se rouler, comme une feuille de papier (un substrat inorganique se briserait) ;
* facilité de fabrication et auto-assemblage : les semi-conducteurs organiques sont généralement faciles et économiques à fabriquer en laboratoire. Le génie chimique peut mettre au point des molécules qui s'auto-assemblent. Ces méthodes de fabrication tranchent avec les processus onéreux et plus difficiles des technologies inorganiques, nécessitant par exemple de très hautes températures et des [[Salle blanche|salles blanches]].

Cette technologie présente aussi certaines limitations :
* durée de vie : le temps de vie des dispositifs d'affichage organique est plus court que celui des LCD traditionnels. Cela est dû au blanchiment (''bleaching'' en anglais) des molécules organiques qui émettent la lumière de couleur ;
* jetable : l'industrie voit dans les semi-conducteurs organiques, grâce à leur faible coût et à leur facilité de fabrication, la possibilité de faire des dispositifs électroniques jetables. Il y a lieu de se questionner sur l'aspect écologique d'une telle approche.

== Applications ==

Les semi-conducteurs organiques sont utilisés dans le domaine de l'[[optoélectronique]] pour le développement de :
* [[OLED|diodes électroluminescentes organiques]] (OLED, '''O'''rganic '''L'''ight '''E'''mitting '''D'''iode) avec lesquelles on peut fabriquer des dispositifs d'affichage concurrents des [[Écran à cristaux liquides|LCD]] ('''L'''iquid '''C'''rystal '''D'''isplay) actuels. La matrice de pixels rouges, verts et bleus est facilement fabriquée soit par une technique d'évaporation sous vide, soit à l'aide de la technique d'impression à [[jet d'encre]] ;
* [[cellule photovoltaïque|cellules solaires]] ;
* [[transistor]]s à effet de champ ou FET ('''F'''ield '''E'''ffect '''T'''ransistor) ;
* fenêtres intelligentes qui s'obscurcissent lorsqu'il y a trop de soleil. On se sert déjà de cette technique pour faire des verres de lunettes qui s'obscurcissent lorsqu'on va à l'extérieur{{Référence nécessaire|date=30 octobre 2018}} ;
* [[papier électronique]] ({{Langue|en|texte=e-paper}}).

== Articles connexes ==

* '''Semi-conducteurs organiques de type ''p''''' (donneurs d'électrons) :
** [[Tétracène]], [[Anthracène]]
** [[Polythiophène]]
** [[P3HT]], poly(3-hexylthiophène)
** [[PCDTBT]], poly[''N''-9’-heptadécanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4,7-di-2-thiényl-2’,1’,3’-benzothiadiazole]
** [[MDMO-PPV]], poly[2-méthoxy-5-(3,7-diméthyloctyloxy)-1,4-phénylène-vinylène]
** [[MEH-PPV]], poly[2-méthoxy-5-(2-éthyl-hexyloxy)-1,4-phénylène-vinylène]
** [[PEDOT]], poly(3,4-éthylènedioxythiophène)
** [[PEDOT:PSS]], mélange de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) avec le poly(styrène sulfonate)
* '''Semi-conducteurs organiques de type ''n''''' (accepteurs d'électrons) :
** [[Fullerène]]
** [[PCBM (molécule)|PCBM]], [6,6]-phényl-{{fchim|C|61}}-butyrate de méthyle
** [[PCNEPV]], poly[oxa-1,4-phénylène-(1-cyano-1,2-vinylène)−(2-méthoxy-5-(3,7-diméthyloctyloxy)-1,4-phénylène)-1,2-(2-cyanovinylène)-1,4-phénylène]
* [[Polyfluorène]]
* [[PSS (polymère)|PSS]], poly(styrène sulfonate)
* [[Cellule photovoltaïque en polymères]]
* {{Lien|NOMFET}}

{{Portail|chimie|physique|électricité et électronique}}

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