Conception de colorants organiques avec une photophysique ajustée pour l'application au laser TADF – DesPot-Dyes

La première et unique démonstration du fonctionnement d'une diode laser organique à l'état solide a prouvé que la réalisation de tels dispositifs était effectivement possible. Dans ces dispositifs, les contraintes portant sur les propriétés de la couche émissive sont encore plus sévères que celles imposées pour les diodes électroluminescentes organiques, l’émission laser étant conditionnée non seulement par l’efficacité d’émission des molécules, mais également par un niveau faible des pertes. Ces contraintes imposent la synthèse, le conditionnement et la caractérisation de nouvelles molécules émissives aux propriétés photophysiques adaptées permettant d’atteindre le rapport gain/pertes nécessaire.
Dans ce contexte, l'un des principaux problèmes est l'absence de conversion haute des états excités triplets, ce qui entraîne une faible efficacité d'émission du dispositif. La solution que nous proposons est l’utilisation de molécules montrant une fluorescence retardée activée thermiquement (TADF) qui permet la gestion des états triplets sources de pertes. Notre originalité réside dans l’utilisation d’un mécanisme de TADF basé sur un fort couplage spin-orbite plutôt que sur la déconnexion des orbitales HOMO et LUMO. Nous avons déjà montré que les colorants TADF tels que les dérivés de difluorure bore de curcuminoïde peuvent combiner le TADF basé sur de forts couplages spin-orbite et l'inversion de population. Notre objectif principal est de montrer qu'il existe un effet synergique combinant ces deux propriétés et que la fluorescence retardée intervient dans le mécanisme de l’inversion de population. D’autre part, les pertes liées à l’accumulation d’états excités à longue durée de vie empêche actuellement le fonctionnement de lasers organiques solides en régime continu. Nous comptons donc également utiliser ce mécanisme de TADF et sa capacité à limiter ce type de pertes pour lever ce verrou et faire la démonstration de lasers organiques solides continus.