Exploitation efficace des excitations singulières et triples dans les matériaux organiques – STROM

L'électroluminescence est le phénomène définissant l'émission de lumière générée par un système en réponse à une tension appliquée - qui génère un courant (Strom, en allemand) dans le système. Dans notre vie quotidienne, nous observons souvent des exemples d'électroluminescence, dans les diodes électroluminescentes (DEL) et dans les DEL organiques (OLED), utilisées pour l'éclairage artificiel et les écrans. L'exploitation de l'électroluminescence dans les matériaux organiques pour des applications dans la technologie OLED promet d'être une source efficace, peu coûteuse et propre d'éclairs artificiels. Toutefois, la commercialisation à grande échelle des OLED nécessite encore des études sur leurs principes de fonctionnement, qui sont actuellement menées tant au niveau universitaire qu'industriel.

Malgré les efforts croissants consacrés à ce sujet au cours des dernières années, la modélisation théorique et informatique de l'électroluminescence dans les matériaux organiques n'a pas réussi à fournir une image générale satisfaisante des processus microscopiques en jeu. STROM remédiera à ce manque d'informations de premier principe sur le phénomène de l'électroluminescence, en s'attaquant au problème des matériaux organiques manifestant une fluorescence retardée activée thermiquement (TADF). Les OLED de troisième génération sont basées sur la TADF et promettent d'être capables de récolter les excitations singlet et triplet produites dans la couche émettrice organique par l'application de la tension pour l'émission de lumière.

STROM élucidera les étapes clés du phénomène d'électroluminescence dans les matériaux TADF organiques, en décrivant, sur la base des premiers principes, les processus (i) de migration électron-trou et de formation d'excitons par l'application de la tension, (ii) de conversion de triplet en singlet produisant une émission de lumière par fluorescence retardée, (iii) le processus d'émission spontanée par fluorescence. STROM fournira une compréhension qualitative et quantitative de la cascade de processus hors d'équilibre se déroulant dans la couche organique sur des échelles de temps et de longueur couvrant plusieurs ordres de grandeur.