Molecular Electronics and Photonics [SCHIM123]

Learning outcomes

Mastering the physico-chemical phenomena at the origin of molecular electronics and photonics

 

Objectives

Giving an introduction to the fascinating world of molecular electronics and photonics. Showing how a molecular engineering approach enables to optimize the electronic and optical properties of molecules in view of targetted approximations.  

 

Content

0. Introduction et motivations

 

1. Transferts d’électrons

            I.A. Thermodynamique et constante de vitesse de transfert d’électrons

            I.B. Le tunnelling des électrons dans les réactions de transfert

            I.C. Théorie de Marcus et constante de vitesse de transfert

            I.D. Série homologue de composés: régions normale et inversée.

            I.E. Les transferts de charge adiabatiques (couplage fort)

 

2. Absorption et émission de lumière – couleurs

            2.A. Notions de photon et de spectre électromagnétique

            2.B. Propriétés de la lumière (réflexion, réfraction, diffraction et diffusion)

            2.C. Phénomènes d’absorption et d’émission, couleurs par addition et soustraction

            2.D. Ingénierie des couleurs (effets de taille, de substituants, d’environnement)

            2.E. Les molécules du vivant colorées (porphyrines, rétinal, protéines fluorescentes)

            2.F. Composés thermochromes, photochromes, halochromes, électrochromes, …

            2.G. Solvatochromisme et effets à l’état solide

 

3. Transferts d’énergie (non radiatifs)

            3.A. Transfert d’énergie par résonance de type Förster

            3.B. Transfert d’énergie par échange d’électron (Dexter)

            3.C. Fission singulet et annihilation triplet-triplet

 

4. Applications

            4.A. Polymères conducteurs (notions de soliton, polaron et bipolaron)

            4.B. Diodes électroluminescentes

            4.C. Matériaux photovoltaïques

            4.D. Transferts d’électrons et d’énergie dans les protéines

 

 

Table of contents

0. Introduction et motivations

 

1. Transferts d’électrons

            I.A. Thermodynamique et constante de vitesse de transfert d’électrons

            I.B. Le tunnelling des électrons dans les réactions de transfert

            I.C. Théorie de Marcus et constante de vitesse de transfert

            I.D. Série homologue de composés: régions normale et inversée.

            I.E. Les transferts de charge adiabatiques (couplage fort)

 

2. Absorption et émission de lumière – couleurs

            2.A. Notions de photon et de spectre électromagnétique

            2.B. Propriétés de la lumière (réflexion, réfraction, diffraction et diffusion)

            2.C. Phénomènes d’absorption et d’émission, couleurs par addition et soustraction

            2.D. Ingénierie des couleurs (effets de taille, de substituants, d’environnement)

            2.E. Les molécules du vivant colorées (porphyrines, rétinal, protéines fluorescentes)

            2.F. Composés thermochromes, photochromes, halochromes, électrochromes, …

            2.G. Solvatochromisme et effets à l’état solide

 

3. Transferts d’énergie (non radiatifs)

            3.A. Transfert d’énergie par résonance de type Förster

            3.B. Transfert d’énergie par échange d’électron (Dexter)

            3.C. Fission singulet et annihilation triplet-triplet

 

4. Applications

            4.A. Polymères conducteurs (notions de soliton, polaron et bipolaron)

            4.B. Diodes électroluminescentes

            4.C. Matériaux photovoltaïques

            4.D. Transferts d’électrons et d’énergie dans les protéines

 

 

Exercises description

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