Note publique d'information : La recherche de nouveaux matériaux exploitables comme couche active efficace dans
les dispositifs en électronique organique connait un grand essor. Au cours de cette
thèse, un nouveau copolymère à base de poly(vinylcarbazole) (PVK) et de poly(phénylène-vinylène)
(PPV) a été synthétisé et étudié. Le choix du PVK et du PPV s’explique par leurs comportements
optiques et optoélectroniques que nous avons voulu intégrer au sein d’un copolymère.
Synthétisé par voie oxydative à l’aide de FeCl3 puis réduit, le succès de la synthèse
a été mis en évidence notamment par RMN et par spectroscopies IR et Raman. Les propriétés
optiques du copolymère déterminées par spectroscopie d’absorption et de photoluminescence
stationnaire et transitoire s’avèrent assez proches de celles du PPV, suggérant un
mécanisme de type donneur-accepteur. Afin d’établir la relation structure-propriété
et les transferts de charges au sein du copolymère, une exploration de la structure
chimique et électronique du copolymère a été effectuée par modélisation ab initio
à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Celle-ci a permis
d’établir une structure modèle dont les propriétés optiques reproduisent le comportement
expérimental de manière satisfaisante. Ce copolymère a ensuite été combiné à des nanotubes
de carbone mono-feuillets (SWCNTs) pour élaborer un nanocomposite. L’étude de ces
propriétés optiques a permis de mettre en évidence les interactions entre chaînes
de copolymère et nanotubes de carbone. Enfin, le comportement de photoluminescence
de nanofils à base de PPV et de PVK en mélange ou en géométrie coaxiale a été déterminé.
Note publique d'information : In this work, an original copolymer based on poly(vinylcarbazole) (PVK) and poly(phenylene-vinylene)
(PPV) was synthesized and studied. These two polymers were chosen due to their attractive
optical and optoelectronic properties in order to address some challenges of Organic
Electronics. An oxidative method using FeCl3 was used for the synthesis. The resulting
copolymer was characterized by NMR and optical spectroscopies (IR, Raman). Its optical
properties were determined by absorption, stationary and time-resolved photoluminescence
spectroscopy. Its emission, quite similar to the PPV one, suggests a donor-acceptor
mechanism. In order to determine the relation between structure and properties, as
well as the charge transfers within the copolymer, an investigation of its chemical
and electronic structure was done by using ab initio modeling with DFT calculation.
A model structure was proposed, that gives a reasonable agreement with the experimental
optical features. In addition, a nanocomposite combining this copolymer and single
wall carbon nanotubes (SWCNTs) was prepared and its optical features determined. Alternatively,
the photoluminescence of PPV and PVK based nanowires in a mixing or in a coaxial geometry
was investigated.
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