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Séance de cours

Formation de charge et délocalisation: Solitons et Polymères

Dans cours

MSE-486: Organic electronic materials

This course will introduce students to the field of organic electronic materials. The goal of this course is to discuss the origin of electronic properties in organic materials, charge transport mechanisms, chemical synthesis, materials processing, and dev ...

Description

Cette séance de cours porte sur la formation et la délocalisation des charges dans les matières organiques, en mettant l'accent sur les solitons et les polymères. Il traite de la théorie de Peierls, de la dégénérescence des états du sol dans le poly(acétylène), et de l'impact du dopage chimique sur la conductivité. La séance de cours explore également la transition des solitons neutres en porteurs de charge de solitons positifs ou négatifs, ainsi que les modèles théoriques et les preuves expérimentales à l'appui des solitons chargés.

Enseignant·e

Holger Frauenrath

Holger Frauenrath (born in Aachen, Germany) studied chemistry at RWTH Aachen , Germany from 1992 to 1997, with a focus on synthetic organic chemistry. He performed his PhD thesis from 1998 to 2001 in the research group of Prof Hartwig Höcker at RWTH Aachen, working on a project related to the stereospecific polymerization of methacrylates as well as their copolymerization with olefins using zirconocene catalysts. Holger Frauenrath then joined the group of Prof. Sam Stupp at Northwestern University , Evanston, IL, USA, as a postdoctoral fellow supported by a Feodor Lynen fellowship of the Alexander von Humboldt Foundation . His postdoctoral research projects were centered around the supramolecular self-assembly of rod-coil molecules. Holger Frauenrath returned to Germany in 2003 and started to build his own research group at FU Berlin, funded with an Emmy Noether Grant from the German Science Foundation . In 2005, the research group moved to the Department of Materials at ETH Zurich , Switzerland, where it became a scientifcally independent part of the Polymer Chemistry Group led by Prof. A. Dieter Schlüter . Holger Frauenrath obtained his Habilitation from ETH Zurich in 2009. In 2009, Holger Frauenrath has been appointed as a professor at the Institute of Materials (IMX) of the Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) , Switzerland, building the new Laboratory of Macromolecular and Organic Materials (LMOM) . In the same year, Holger Frauenrath was received the prestigious European Research Council (ERC) Starting Investigator grant.

Source officielle

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Polymère conducteur

La plupart des polymères organiques produits sont d'excellents isolants électriques. Les polymères conducteurs, ou plus précisément polymères conducteurs intrinsèques (PCI), presque toujours organiques, possèdent des liens délocalisés (souvent dans un groupe aromatique) qui forment une structure similaire à celle du silicium. Quand on applique une tension entre les deux bandes, la conductivité électrique augmente : c'est un transistor.

Électronique organique

vignette| Circuit logique CMOS organique. L'épaisseur totale est inférieure à 3 μm. Barre d'échelle: 25 mm L'électronique organique est un domaine de la science des matériaux comprenant le design, la synthèse, la caractérisation et l'utilisation de petites molécules ou polymères organiques qui présentent des propriétés électroniques souhaitables comme la conductivité. Contrairement aux conducteurs et semi - conducteurs inorganiques conventionnels, les matériaux électroniques organiques sont constitués de petites molécules ou de polymères organiques.

Électronique moléculaire

L'électronique moléculaire (parfois appelée molectronique) est un thème interdisciplinaire qui couvre la physique, la chimie et la science des matériaux. L'élément unificateur est le recours à des « briques » moléculaires pour la fabrication de composants électroniques, qu'ils soient actifs ou passifs. Le concept de l'électronique moléculaire a suscité beaucoup d'enthousiasme parmi les scientifiques mais également parmi les aficionados de science-fiction, en raison de la perspective de réduction de la taille en électronique, grâce au contrôle des propriétés à l'échelle moléculaire.

Polymère

vignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.

Semi-conducteur organique

vignette|Molécules de quinacridone (semi-conducteur organique) adsorbées sur une surface de graphite. Un semi-conducteur organique est un composé organique, sous la forme d'un cristal ou d'un polymère, qui montre des propriétés similaires aux semi-conducteurs inorganiques. Ses propriétés sont la conduction par les électrons et les trous, ainsi que la présence d'une bande interdite. Ces matériaux ont donné naissance à l'électronique organique, ou électronique des plastiques.

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Supports de charge dans l'électronique organique: Solitons et Polarons

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