Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces

CNRS - École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris

Calculs bio-inspirée avec des transistors électrochimiques organiques

Calculs bio-inspirée avec des transistors électrochimiques organiques / Brain inspired computing with organic electrochemical transistors

 

Contact  : Mme Laurie CALVET

laurie.calvet@universite-paris-saclay.fr

Tel: +33 (0) 170 27 04 77

Mots clés-keywords :
Calculs neuromorphiques, transistors à éléctrochimiques organiques, circuit analogique,
Neuromorphic hardware, organic electrochemical transistors analog circuits,

Les transistors électrochimiques organiques (OECT) sont un domaine émergent de la physique des dispositifs offrant de nombreuses opportunités en bioélectronique et en informatique neuromorphique. Comme les MOSFET conventionnels, les OECT sont des dispositifs à 3 bornes (grille, source, drain); cependant, le semi-conducteur est remplacé par un matériau organique qui peut permettre à la fois la conduction ionique et électronique et le diélectrique de grille par un électrolyte. Un potentiel à la grille permet aux ions de pénétrer dans le conducteur organique, entraînant des modifications de sa conduction électronique par un processus de dopage/dédopage. La modélisation de ces dispositifs très excitants en est encore à ses débuts et la conception de circuits est assez difficile. L’objectif de cette recherche est de développer un modèle physique de transistors électrochimiques organiques à utiliser dans les circuits neuromorphiques. L’étudiant explorera plusieurs modèles déjà proposés dans la littérature et mettra en œuvre des simulations de circuits comportementaux à l’aide de LTSPICE pour tester leur fonctionnement. Les résultats seront comparés avec des collaborateurs à Dresde réalisant ces circuits.

Organic Electrochemical transistors (OECTs) are an emerging field of device physics offering many opportunities in bioelectronics and neuromorphic computing. Like conventional MOSFETs, OECTs are 3-terminal devices (gate, source, drain); however, the semiconductor is replaced with an organic material that can allow both ionic and electronic conduction and the gate dielectric with an electrolyte. A potential at the gate allows ions to penetrate into the organic conductor, resulting in changes in its electronic conduction through a doping/dedoping process. Modeling of these very exciting devices is still at an early stage and designing circuits is quite challenging. The goal of this research is to develop a physical model of organic electrochemical transistors for use in neuromorpic circuits. The student will explore several models already proposed in the literature and implement behavioral circuit simulations using LTSPICE to test their operation. Results will be compared with collaborators in Dresden realizing these circuits.

Ce stage pourra être prolonger en thèse et un financement est déjà en place
The financing for a thesis is already in place if the student wishes to continue for a PhD.
Références bibliographiques
J.S. Friedman et al IEEE Trans. Circuits Syst. Regul. Pap. PP, 1 (2016).
J. Rivnay, et al Nat. Rev. Mater. 3, 1 (2018).
S. Takamatsu, et al Sci Rep 5 : 15003 (2015).
M Cucchi et al. Science Advances 7, no. 34 (2021)
A. Shirinskaya, et al, Biosensors 8, E103 (2018)
G. Sych et al, Adv Electron Mater 2201067 (2023)

Contact us