Cours 2023-2024

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

  • 4 crédits
  • 12h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français
Enseignant: Olivier Yoann

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)

 

  1. 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

 

  1. 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

 

  1. 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

 

  1. 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)

 

  1. 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

 

  1. 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

 

  1. 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

 

  1. 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

 


Mode d'évaluation

Examen oral

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR