Propriétés structurelles et photophysiques du 3-hexylthiophène (P3HT) : études expérimentale et théorique combinées

Léa Farouil 1, 2 Fabienne Alary 1 Eléna Bedel-Pereira 2 Isabelle Séguy 3 Jean-Louis Heully 1
1 PTC - Photochimie théorique et computationnelle (LCPQ)
LCPQ - Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques
2 LAAS-MPN - Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique
LAAS - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes
3 LAAS-MICA - Équipe MICrosystèmes d'Analyse
LAAS - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes
Résumé : L'objectif de ce travail est la mise au point d'une photodiode organique (OPD) intégrée dans un microsystème de détection basé sur les propriétés de luminescence d'une micro-algue. L'OPD est élaborée à partir d'un polymère à faible gap, le PTB7 (efficacité quantique extérieure élevée de 80% lorsqu'il est, associé au PC71BM) [1]. L'optimisation de l'OPD passe par la compréhension théorique des propriétés photophysiques des composés. Aussi, un protocole utilisant des calculs TD-DFT et DFT a été mis au point en s'appuyant sur le P3HT, composé très étudié dans la littérature. Les spectres Raman, infrarouge, d'absorption UV-visible résolu en vibrations (Figure 1) et de photoluminescence (PL) simulés présentent un très bon accord avec les spectres expérimentaux, validant la méthode utilisée. Par ailleurs, nous démontrons que la structure vibronique est due à un mode collectif dominé par l'élongation des liaisons CC inter-cycles et intra-cycles et couplée au mode de vibration des chaînes alkyle. En optimisant et en décrivant les états excités les plus bas de ces oligothiophènes (états singulet S1 et triplet T1), nous montrons également que S1 et T1 présentent une structure quinoïdale avec une distribution de spin localisée sur la partie centrale de la chaîne. Les énergies relatives des deux états excités les plus bas offrent la possibilité à ces systèmes d'être impliqués dans le processus de fission d'excitons de singulet. Ayant démontré que les méthodes ab-initio modernes sont capables de décrire avec de bonnes précisions les propriétés vibrationnelles et optoélectroniques des chaînes de polymères et, d'estimer l'impact de la longueur de chaîne des oligomères, nos efforts théoriques actuels sont axés sur l'étude des propriétés du polymère pour notre photodiode, le PTB7. Références : [1] C.
Document type :
Conference papers
Complete list of metadatas

https://hal.laas.fr/hal-01691902
Contributor : Léa Farouil <>
Submitted on : Wednesday, January 31, 2018 - 10:44:51 AM
Last modification on : Thursday, October 31, 2019 - 10:16:05 AM

Identifiers

  • HAL Id : hal-01691902, version 1

Citation

Léa Farouil, Fabienne Alary, Eléna Bedel-Pereira, Isabelle Séguy, Jean-Louis Heully. Propriétés structurelles et photophysiques du 3-hexylthiophène (P3HT) : études expérimentale et théorique combinées. Journées Nationales du Réseau Doctoral en Micro-nanoélectronique (JNRDM2017), Nov 2017, Strasbourg, France. pp.1 - 7. ⟨hal-01691902⟩

Share

Metrics

Record views

161

Files downloads

26