Hyperpolarisabité de premier ordre de molécules organiques : complexes organoméetalliques, photochromes, molécules en lambda

par Isabelle Maltey Fanton

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Jacques Delaire.

Soutenue en 1997

à Cachan, Ecole normale supérieure .

mots clés

• étude expérimentale
• étude théorique
• Méthode semi empirique
• Méthode am1
• Hyper polarisabilité électrique
• Optique non linéaire
• Génération harmonique 2
• Matériau photochromique
• Composé organique
• Compose transfert charge
• Compose chiral
• 3315k
• Pac
• 4265a
• Experimental study
• Theoretical study
• Semiempirical method
• Am1 method
• Electric hyperpolarizability
• Nonlinear optics
• Second harmonic generation
• Photochromic materials
• Organic compounds
• Charge transfer complexes
• Chiral compound
• Chimie organique
• Optique non linéaire

Résumé

Nous avons déterminé l'hyper polarisabilité de premier ordre, de nouvelles molécules organiques : des molécules organométalliques chirales, des systèmes photochromes et des molécules a transfert de charge bidimensionnel (molécules en). Nous avons tout d'abord réalisé le montage de génération de second harmonique induite par un champ électrique (efishg) afin de mesurer en solution la projection sur le moment dipolaire permanent de l'hyper polarisabilité vectorielle a 1,064 m et a 1,907 m. L'analyse de l'amplitude et de la valeur moyenne du signal de second harmonique permet de tenir compte de l'absorption du second harmonique généré lorsque celle-ci n'est pas négligeable. Ces résultats expérimentaux ont été compares a ceux obtenus par des calculs semi-empiriques, bases sur la méthode <<<>am1<>>>, combines a la méthode <<<>champ fini<>>>. Après optimisation de la géométrie, nous avons déterminé les différents termes du tenseur d'hyper polarisabilité à fréquence nulle des molécules dans le vide. Nous nous sommes intéressés a des dérivés du ferrocène possédant une forte hyper polarisabilité. Différentes substitutions ont permis de rendre ces composes chiraux tout en conservant leurs propriétés moléculaires non-linéaires. En raison de la chiralité, la maille cristalline de ces molécules ne possède donc pas de centre d'inversion. Nous avons ensuite étudié des composes de deux familles de photochromes, les fulgides et les diaryléthènes. L'absence de retour thermique de la forme colorée vers la forme de départ et la bonne résistance à la photo dégradation rendent ces molécules intéressantes pour le stockage de l'information. Nous avons recherche des isomères photochimiques ayant des hyper polarisabilités moléculaires différentes et un taux de conversion photo induit réversible important. Les molécules en l possèdent deux axes de transfert de charge. Le terme prépondérant dans le tenseur d'hyper polarisabilité n'est pas le terme diagonal. En modélisant les molécules en l par deux ressorts non-linéaires couples, nous avons obtenu des relations entre les différents termes de ce tenseur et démontre le couplage entre les deux ressorts. Nous avons également mis en évidence que la structure moléculaire en favorise un assemblage cristallin sans centre d'inversion.

Titre traduit

Hyperpolarizability of organic molecules : organometallic molecule photochromic systems,1-shaped molecules

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