Propriétés magnétiques et processus dépendants du spin dans les nanomatériaux [SCHIM234]

Objectifs

Se familiariser avec les propriétés magnétiques et dépendantes du spin des nanomatériaux

Contenu

1. Introduction

• Moment angulaire et multiplicité de spin (singulet, doublet, triplet,…)
• Couplage hyperfin et couplage spin-orbite
• Propriétés magnétiques des matériaux (moment magnétique, ferromagnétisme, diamagnétisme, paramagnétisme)
• Couplage électron-vibration, désordres énergétique et positionnel
• Etats excités (Locally Excited et Charge Transfer states, moment de transition dipolaire, force d’oscillateur)
• Caractérisations expérimentales et théoriques des propriétés optoélectroniques et magnétiques des matériaux pi-conjugués (EPR, spectroscopie d’absorption et d’émission, spectroscopie résolue en temps)

2. Graphène, nanographènes et nanorubans de graphène

• Synthèse
• Propriétés électroniques (métal ou semiconducteur) et de transport
• Propriétés optiques
• Chimisorption et physisorption à la surface du graphène
• Applications

3. Fluorescence Retardée Thermiquement Activée – Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)

• Historique et redécouverte
• Statistique de spin
• Applications aux Diodes Electroluminescentes Organiques
  • Efficacité théorique et effective des dispositifs
  • Stratégies de design et matériaux représentatifs
• Perspectives du domaine
  • Photocatalyse
  • Imagerie
  • Détection

4. Processus multi-excitoniques

• Fission du singulet
  • Aspect mécanistique
  • Matériaux d’intérêts et design moléculaire
  • Limite de Shockley–Queisser
  • Applications aux cellules solaires organiques
• Annihilation triplet-triplet
  • Aspect mécanistique
  • Matériaux d’intérêts et design moléculaire
  • Applications aux diodes électroluminescentes organiques
• Annihilation triplet-polaron
  • Aspect mécanistique
  • Implication pour les diodes électroluminescentes organiques

5. Propriétés magnétiques

• Molécules à transition de spin (Spin crossover complexes)
• Fonctionnalisation de métaux de transition : Spinterfaces et polarisation de spin
• Fonctionnalisation de métaux par des molécules chirales : Chiral Induced Spin Selectivity
• Transport de spin dans les matériaux 2D, moléculaires et polymères

Table des matières

1. Introduction

• Moment angulaire et multiplicité de spin (singulet, doublet, triplet,…)
• Couplage hyperfin et couplage spin-orbite
• Propriétés magnétiques des matériaux (moment magnétique, ferromagnétisme, diamagnétisme, paramagnétisme)
• Couplage électron-vibration, désordres énergétique et positionnel
• Etats excités (Locally Excited et Charge Transfer states, moment de transition dipolaire, force d’oscillateur)
• Caractérisations expérimentales et théoriques des propriétés optoélectroniques et magnétiques des matériaux pi-conjugués (EPR, spectroscopie d’absorption et d’émission, spectroscopie résolue en temps)

2. Graphène, nanographènes et nanorubans de graphène

• Synthèse
• Propriétés électroniques (métal ou semiconducteur) et de transport
• Propriétés optiques
• Chimisorption et physisorption à la surface du graphène
• Applications

3. Fluorescence Retardée Thermiquement Activée – Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)

• Historique et redécouverte
• Statistique de spin
• Applications aux Diodes Electroluminescentes Organiques
  • Efficacité théorique et effective des dispositifs
  • Stratégies de design et matériaux représentatifs
• Perspectives du domaine
  • Photocatalyse
  • Imagerie
  • Détection

4. Processus multi-excitoniques

• Fission du singulet
  • Aspect mécanistique
  • Matériaux d’intérêts et design moléculaire
  • Limite de Shockley–Queisser
  • Applications aux cellules solaires organiques
• Annihilation triplet-triplet
  • Aspect mécanistique
  • Matériaux d’intérêts et design moléculaire
  • Applications aux diodes électroluminescentes organiques
• Annihilation triplet-polaron
  • Aspect mécanistique
  • Implication pour les diodes électroluminescentes organiques

5. Propriétés magnétiques

• Molécules à transition de spin (Spin crossover complexes)
• Fonctionnalisation de métaux de transition : Spinterfaces et polarisation de spin
• Fonctionnalisation de métaux par des molécules chirales : Chiral Induced Spin Selectivity
• Transport de spin dans les matériaux 2D, moléculaires et polymères