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

L'objectif de ce travail est la mise au point d'une photodiode organique (OPD) integree dans un microsysteme de detection base sur les proprietes de luminescence d'une micro-algue. L'OPD est elaboree a partir d'un polymere a faible gap, le PTB7 (efficacite quantique exterieure elevee de 80% lorsqu'il est, associe au PC71BM) [1]. L'optimisation de l'OPD passe par la comprehension theorique des proprietes photophysiques des composes. Aussi, un protocole utilisant des calculs TD-DFT et DFT a ete mis au point en s'appuyant sur le P3HT, compose tres etudie dans la litterature. Les spectres Raman, infrarouge, d'absorption UV-visible resolu en vibrations (Figure 1) et de photoluminescence (PL) simules presentent un tres bon accord avec les spectres experimentaux, validant la methode utilisee. Par ailleurs, nous demontrons que la structure vibronique est due a un mode collectif domine par l'elongation des liaisons CC inter-cycles et intra-cycles et couplee au mode de vibration des chaines alkyle. En optimisant et en decrivant les etats excites les plus bas de ces oligothiophenes (etats singulet S1 et triplet T1), nous montrons egalement que S1 et T1 presentent une structure quinoidale avec une distribution de spin localisee sur la partie centrale de la chaine. Les energies relatives des deux etats excites les plus bas offrent la possibilite a ces systemes d'etre impliques dans le processus de fission d'excitons de singulet. Ayant demontre que les methodes ab-initio modernes sont capables de decrire avec de bonnes precisions les proprietes vibrationnelles et optoelectroniques des chaines de polymeres et, d'estimer l'impact de la longueur de chaine des oligomeres, nos efforts theoriques actuels sont axes sur l'etude des proprietes du polymere pour notre photodiode, le PTB7. References : [1] C.