Composants optoélectroniques innovants au phosphore

Le professeur Jan J. Weigand, chimiste du phosphore, de l’université technologique de Dresde, en collaboration avec une équipe interdisciplinaire, a développé une méthode pour introduire des atomes de phosphore et d’azote dans des molécules polycycliques. Cette méthode pourrait ouvrir la voie au développement de nouveaux matériaux dotés de propriétés optoélectroniques spécifiques, idéaux pour les applications dans les technologies de semi-conducteurs organiques telles que les OLED et les capteurs. Les résultats ont été publiés cette semaine dans Chimie.

Les hydrocarbures polyaromatiques, abrégés en HAP, jouent un rôle central dans de nombreuses applications (opto-)électroniques, notamment les capteurs chimiques, les diodes électroluminescentes organiques (OLED), les transistors à effet de champ organiques (OFET) et les cellules solaires organiques.

Les chercheurs explorent continuellement la substitution de divers éléments au-delà du carbone traditionnel pour optimiser les performances et la polyvalence des appareils. Bien que la substitution par le bore (B), l’azote (N), l’oxygène (O) et le soufre (S) ait déjà fait l’objet de recherches approfondies, l’intégration du phosphore (P) en combinaison avec l’azote (N) reste un défi de taille.

Le professeur Weigand et son groupe de recherche de l’université technologique TUD de Dresde ont récemment réalisé une percée significative. “Dans nos recherches actuelles, nous avons développé une méthode innovante pour introduire sélectivement des atomes de phosphore et d’azote dans les systèmes polyaromatiques.

“Cette méthode a permis la synthèse d’une large gamme de composés substitués P/N, dont les propriétés physicochimiques ont été étudiées de manière approfondie en collaboration avec des physiciens du TUD. Grâce à la combinaison de simulations de matériaux et de mesures spectroscopiques, nous avons pu acquérir des connaissances fondamentales sur la relations structure-propriétés des composés obtenus.

La nouvelle méthode donne accès à la classe bien connue des azaphospholes, qui n’étaient auparavant accessibles que de manière très lourde et pour la plupart avec des rendements très faibles. Par conséquent, ils n’étaient jusqu’à présent pas envisagés pour des applications (opto-)électroniques.

“En combinant délibérément le phosphore et l’azote, nous espérons pouvoir contrôler les propriétés électroniques et optiques de ces composés d’une manière qui n’était pas possible auparavant. Cela ouvre des perspectives passionnantes pour de futures applications en optoélectronique et au-delà”, ajoute Sebastian Reineke, responsable du groupe des semi-conducteurs organiques électroluminescents et eXcitoniques (LEXOS) chez TUD.