Thèse soutenue

Modélisation du Rendement Quantique de Fluorescence pour les Chromophores Organiques
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Auteur / Autrice : Manon Bousquet
Direction : Denis Jacquemin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
Date : Soutenance le 18/11/2022
Etablissement(s) : Nantes Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Boris Le Guennic
Examinateurs / Examinatrices : Aurélie Perrier
Rapporteurs / Rapporteuses : Aude Simon, Javier Cerezo

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse porte sur la modélisation du rendement quantique de fluorescence de composés organiques. La fluorescence est un mécanisme de relaxation radiative d’un état électronique excité donnant lieu à l’émission d’un photon. Il s’agit un processus dynamique en compétition avec d’autre voies de relaxation, dites non-radiatives. De ce fait, la simulation de l’efficacité de la fluorescence reste un défi pour la chimie théorique. Dans cette thèse, la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et sa forme dépendante du temps (TD-DFT) ont d’abord été utilisées afin de simuler les propriétés des états excités de fluorophores organiques, et dans un second temps, un grand nombre de méthodes ont été testées afin d’évaluer les couplage vibroniques, ce qui a finalement permis de simuler les constantes de temps associées aux processus radiatif et non-radiatifs. Une étude statistique sur dix composés phényls a ainsi été menée afin d’étudier les paramètres influençant les constantes radiatives, considérant un grand nombre de combinaisons méthodologiques durant le banc d’essai. En parallèle, les méthodes de calcul du rendement quantique de fluorescence ont été utilisées sur de nombreuses familles de fluorophores réalistes dans le cadre de collaborations avec différentes équipes expérimentales. Cette thèse permet de conclure que des calculs théoriques de rendements quantiques ayant une précision suffisante pour être utiles sont possibles dans le cas de séries homologues pour lesquelles les processus non-radiatifs en compétitions peuvent être définis au préalable.