Chaine bleue, chaine rouge : deux structures electroniques des chaines ordonnees de polydiacetylene

• Auteur / Autrice : Romain Lécuiller
• Direction : CLAUDETTE LAPERSONNE MEYER
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Parmi les polymeres conjugues, les polydiacetylenes (pdas) cristallins fournissent un systeme ordonne de reference : de longues chaines conjuguees quasi-1d diluees (sans interactions interchaine) dans leur matrice monocristalline de monomere. Les pdas cristallins existent dans deux structures electroniques, appelees bleue et rouge avec a 300k une raie d'absorption excitonique a 620nm (2ev) et 540nm (2,4ev) respectivement. L'exciton bleu a ete etudie precedemment a basse temperature. On observe une fluorescence ayant pour origine le niveau de l'exciton, de rendement tres faible (10 4). La relaxation est donc dominee par des processus non-radiatifs. On a montre dans ce travail que dans les cristaux du diacetylene 3bcmu on observe aussi des chaines isolees rouges en tres faible concentration. Ceci permet d'etudier et de comparer les proprietes electroniques des deux types de chaines dans un meme environnement. A 10k, la raie d'absorption excitonique des chaines rouges pointe a 2,28ev. L'emission est aussi une fluorescence de resonance, mais avec un rendement tres eleve (30%) donc un schema de relaxation tres different. Les relaxations des excitons bleus et rouges sont presentees et discutees. La duree de vie non radiative de l'exciton bleu est de 140fs. Le chemin de relaxation non radiatif dominant se fait par l'intermediaire de niveaux non accessibles par absorption a 1 photon situes dans le gap. Au contraire, la duree de vie non radiative de l'exciton rouge est 50ps a 12k, correspondant a un raccourcissement de la duree de vie radiative (<100ps). Les etats non radiatifs ne sont donc plus dans le gap. L'etude de la dependance en temperature des durees de vie et du rendement de fluorescence de l'exciton rouge conduit a proposer