Absorption et luminescence des monocristaux d'oligothiophene. Contribution a la determination optique des niveaux excitoniques en phase solide

par FAYCAL KOUKI

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de GILLES HOROWITZ.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Les -oligothiophenes sont de molecules conjuguees en forme de batonnet dont le nombre de monomere varie de 2 a 8. Si les oligomeres de thiophene ont montre des proprietes de transports interessantes, notamment dans la realisation de transistors a effet de champ, leurs proprietes optoelectroniques n'en sont pas moins. L'etude des transitions optiques n'a jusqu'a present ete realise que sur des couches minces. Celles-ci presentent plus ou moins de defauts suivant les conditions experimentales. Il est donc difficile de conclure sur la nature et l'attribution de ces transitions. L'etude des monocristaux constitue a ce titre une alternative a de nombreuses limitations experimentales. Les oligothiophenes cristallisent dans le systeme monoclinique. L'empilement des molecules se fait suivant une structure en chevron decrite par les operations de symetrie de groupe d'espace p2 1/a. L'effet de l'interaction entre deux molecules voisines inequivalentes par translation du reseau se traduit par l'eclatement des etats excites de la molecule en deux etats excites du cristal. Cet effet, bien connu sous le nom d'eclatement de davydov, induit un changement drastique sur le spectre d'absorption electronique dans l'etat solide. La realisation des spectres d'absorption dichroiques par rapport a l'axe unique b du cristal a permis de determiner les deux niveaux excitoniques de davydov. La transition vers le niveau basse-energie 1a u, visible uniquement pour les oligomeres pairs (n pair), est polarisee parallelement a l'axe b. En revanche, la transition vers le niveau 1b u, polarisee dans le plan (ac), est independante de la parite de la molecule. Contrairement a la fluorescence qui provient essentiellement des defauts, l'emission stimulee fait intervenir quatre niveaux excitoniques. La forte absorption amene le cristal du niveau fondamental 1a g vers le niveau excite 1b u, l'emission se fait ensuite du niveau 1a u vers les niveaux vibrationnels de l'etat fondamental 1a g.


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  • Détails : 158 p.
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