Matériaux pi-conjugués à base de phosphore : conception, synthèse et assemblages supramoléculaires pour l’émission et la collecte de lumière, la communication électronique et le transport de charge. – P-OPTOELECTR-MOLMAT

La recherche centrée sur les matériaux fonctionnels constitue une des priorités stratégiques majeures de développement en sciences et technologies pour le 21ème siècle. La conception rationnelle et la synthèse de matériaux moléculaires nouveaux a attiré une attention croissante dans les dernières années du fait de leur énorme et imprévisible potentiel au sein de dispositifs moléculaires, particulièrement en électronique et optoélectronique moléculaire. Dans ce cadre, la recherche concernant les matériaux moléculaires organiques pi-conjugués a attiré une énorme attention et demeure actuellement un champ d’étude riche et prolifératif. Plus récemment, un intérêt croissant a été voué à l’incorporation d’hétéroatomes au sein de tels matériaux moléculaires organiques pi-conjugués, particulièrement d’hétérocycles à base d’azote et de soufre. Tandis que de tels cycles, tels que le carbazole (azote) et le thiophène (soufre) sont de plus en plus employés comme unités moléculaires de base pour la synthèse de matériaux moléculaires pour l’optoélectronique et l’électronique organique (pour des transistors à effet de champ sur couche mince (OTFTs) et des cellules photovoltaïques (OPVs)), une attention bien moindre a été apportée aux hétérocycles correspondants contenant du phosphore (tels que le cycle phosphole et ses dérivés) présentant néanmoins des propriétés électroniques très intéressantes. Ainsi, une propriété clé de telles sous-unités phosphorées réside dans la réactivité très large et diversifiée offerte par les centres phosphorés, permettant la génération rapide d’une grande variété de structures. Dans ce projet, la conception, la synthèse et les assemblages supramoléculaires de dérivés pi-conjugués contenant du phosphore et de leurs complexes métalliques seront réalisés. La compréhension et le contrôle de l’organisation rencontrée au sein de ces assemblages supramoléculaires va aider à orienter la conception de tels systèmes pi-conjugués intégrant des hétérocycles phosphorés pour atteindre des propriétés visées en électronique et optoélectronique. Ces matériaux moléculaires seront caractérisés et leurs propriétés d’absorption électronique, de photoluminescence et électrochimiques étudiées. Les informations obtenues fourniront des données importantes sur la nature énergétique des états excités, la modulation de leur largeur de bande interdite, et leurs propriétés de communication électronique et de transfert de charge. Des calculs théoriques seront effectués pour fournir des informations quant à la nature de la liaison chimique, de la structure, de l’énergie des états excités et du comportement électrochimique des objets moléculaires élaborés. Le comportement en matière de collecte de lumière sera aussi examiné. Finalement, un effort particulier sera porté dans le cadre de ce projet, à la fabrication de diodes électroluminescentes (OLEDs) et de cellules photovoltaïques (OPVs) utilisant une sélection choisie parmi les matériaux moléculaires élaborés au cours de ce projet sur la base de leurs propriétés et performances.