Synthèse et caractérisations des propriétés spectroscopiques et électroniques d'oligomères fonctionnalisés de thiophène : applications pour des diodes électroluminescentes

par Françoise Deloffre

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Francis Garnier.

Soutenue en 1996

à Paris 13 .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail a été de chercher à élucider les relations entre d'une part la structure et d'autre part les propriétés électriques et optiques de semi-conducteurs organiques, en vue de réaliser des dispositifs moléculaires pour l'électronique et l'optoélectronique. La disubstitution en bout de chaine de sexithiophenes par des groupes aliphatiques linéaires conduit à une augmentation importante de l'ordre cristallin, dans des films minces réalisés à partir de ces composés, attribuée à la forte reconnaissance des groupes alkyles lipophiles. Cette organisation structurale se traduit par une anisotropie élevée des propriétés de transport de charge (conductivité et mobilité) et par une valeur très élevée de la mobilité qui s'approche de celle du silicium amorphe hydrogène. Ainsi, ces résultats ont abouti à des transistors à effet de champ possédant des mobilités dix fois supérieures à celle du sexithiophene non substitué. Sur le plan des propriétés optiques, les fortes interactions intermoléculaires sont interprétées en termes d'un dédoublement de Davydov des niveaux électroniques, qui entraine une extinction quasi-totale de la photoluminescence, à partir du niveau excité de plus faible énergie. Par ailleurs, une même disubstitution par des groupes aliphatiques ramifiés ou encore la fonctionnalisation en position latérale par des groupes alkyles provoquent une diminution des interactions entre chaines conjuguées. Cet écartement, dû aux encombrements stériques des substituants, entraine un affaiblissement des propriétés de transport de charge, en particulier de la conductivité et de la mobilité. Par contre, cet espacement des chaines moléculaires tend à conférer aux molécules des propriétés de système isolé, caractérisé par une photoluminescence élevée. L'utilisation de ces matériaux, alliés à des composes transporteurs de charge, a permis l'élaboration de diodes electroluminescentes. Ces travaux sur les effets de substitution contrôlée sur un semi-conducteur organique conjugué mettent en évidence l'intérêt d'une approche de type ingénierie moléculaire, qui permet de contrôler les propriétés soit électriques, soit optiques ou électro-optiques de tels semi-conducteurs


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Informations

  • Détails : 220 P.
  • Annexes : 123 REF.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 1996 055
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