Propriétés optiques non linéaires et structuration photo-induite de nouveaux complexes organométalliques à base de ruthénium

Nonlinear optical properties and photo-induced structuration of new organometallic complexes containing ruthenium

• Auteur / Autrice : Jérôme Luc
• Direction : Bouchta Sahraoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des propriétés optiques des matériaux et applications (Université d'Angers)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie à force atomique

Conjugaison de phase à quatre ondes dégénérées

Génération de troisième harmonique

Génération de second harmonique

Réseaux de diffraction

Holographie

Susceptibilité diélectrique

Lumière -- Absorption

Ondes électromagnétiques

Optique non linéaire

Ruthénium

Résumé

D'une manière générale, les complexes organométalliques riches en carbone et contenant des chaînes p-conjuguées sont des matériaux intéressants pour l'étude des processus de transfert d'électrons. Actuellement, les complexes organométalliques acétylures de ruthénium font partie des composés organométalliques les plus étudiés en optique non linéaire (ONL). Dans cette thèse, nous mettons en évidence les propriétés ONL et la structuration photo-induite de nouveaux complexes organométalliques possédant un fragment donneur ruthénium-acétylure capable de concurrencer les plus forts donneurs organiques. Nous déterminons, à l'aide de diverses techniques expérimentales (DFWM, SHG, THG, Zscan), l'influence de la fonctionnalisation de ces structures moléculaires sur l'amélioration de leurs propriétés ONL du deuxième et troisième ordre en jouant notamment sur la nature du fragment accepteur et du transmetteur π-conjugué. Nous présentons les résultats de calculs théoriques de chimie quantique afin de proposer une étude ONL de ces complexes à l'échelle moléculaire. Enfin, nous complétons ce travail sur des complexes ruthéniumacétylure contenant un fragment azobenzène dans leur système organique p-conjugué, par la diffusion des rayons X aux grands angles (WAXS) et par l'étude, en régime picoseconde, de la dynamique de formation de réseaux de surface photo-induits (SRGs) en utilisant une technique d'holographie en transmission et la microscopie à force atomique (AFM).

Generally, the organometallic complexes rich in carbon and containing p-conjugated chains are materials interesting for the study of the electronic transfer processes. Currently, the ruthenium-acetylide organometallic complexes form part of the most studied organometallic compounds in nonlinear optics (NLO). In this thesis, we highlight the NLO properties and the photo-induced structuration of new organometallic complexes containing a ruthenium-acetylide donor fragment able to compete with the strongest organic donors. We determine, using various experimental techniques (DFWM, SHG, THG, Z-scan), the influence of the functionalization of these molecular structures on the improvement of their second and third-order NLO properties exploiting in particular the nature of the acceptor fragment and the π-conjugated transmitter. We present the results of theoretical calculations of quantum chemistry in order to propose a NLO study of these complexes on a molecular scale. Lastly, we supplement this work on ruthenium-acetylide complexes containing an azobenzene fragment in their p-conjugated organic system, by the wide angle X-ray scattering (WAXS) and the study, in picosecond regime, of the dynamics of formation of photo-induced surface relief gratings (SRGs) using a transmission holographic technique and the atomic force microscopy (AFM).