Valérie Marcq

Caractérisation théorique des processus de transfert de charge et d’énergie au sein d’empilements de porphyrine et de phthalocyanine

Mots clés : Phthalocyanine, Porphyrine, Transfert de charge et d’énergie, Molécules discotiques, Chimie quantique.

Au cours de ce travail, nous avons caractérisé les processus de transfert de charge et d’énergie au sein d’empilements formés par des molécules discotiques. Ces molécules présentent des propriétés très intéressantes pour des dispositifs électro-optiques ( tels que des diodes électroluminescentes, des transistors à effet de champ ou des cellules photovoltaïques/cellules solaires ) qui sont liées à la formation d’empilements unidimensionnels. Les processus de transport de charge et d’énergie suivant l’axe des colonnes sont en effet particulièrement efficaces en raison de la forte interaction entre les coeurs aromatiques.

A l’aide de calculs de chimie quantique, nous avons tout d’abord examiné les propriétés géométriques, électroniques et optiques des molécules isolées. Nous avons ensuite analysé l’impact de la variation de la distance cofaciale, de l’angle de rotation et de la translation de molécules au sein de dimères sur les splittings électroniques des niveaux électroniques frontières qui gouvernent la mobilité des porteurs de charge. Nous avons de plus estimé les facteurs de réorganisation interne afin de compléter notre description du transport de charge. Nous avons également étudié l’influence de substituants sur l’évolution des splittings électroniques calculés. Dans une dernière partie, nous avons évalué les couplages électroniques régissant les taux de transfert d’énergie au sein des dimères et souligné les différences majeures entre transport de charge et d’énergie.