Note ABES Exciton dynamics and charge transport in ordered thin films based on triazatruxene derivatives Dynamique des excitons et transport de charge dans des films minces ordonnés à base de dérivés de triazatruxène Semi-conducteurs organiques à petites molécules Durée de vie des excitons Longueur de diffusion des excitons Transport de charge Transistors à effet de champ organiques Courant limité par la charge d'espace Small-molecule organic semiconductors Exciton lifetime Exciton diffusion length Charge transport Organic field-effect transistors Space-charge-limited-current 537.62 Excitation électronique Excitons Semiconducteurs organiques Transistors organiques à effet de champ La dynamique des excitons et le transport des porteurs de charge dans les semi-conducteurs organiques sont des propriétés essentielles qui déterminent les performances des dispositifs opto-électroniques (comme par exemple les cellules solaires organiques) et dépendent fortement de la structure moléculaire et de l'état solide associé des molécules semi-conductrices. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur une famille de semi-conducteurs moléculaires de type donneur-accepteur-donneur (D-A-D) en forme d'haltère. La partie donneuse d'électrons était composée d'une unité planaire fonctionnalisée de triazatruxène (TAT), qui est très soluble et agit comme une plateforme d'empilement π, tandis qu'une unité de thiophène-thiénopyrroledione-thiophène (TPD) a été utilisée comme unité acceptrice d'électrons. Les structures auto-assemblées à l'état solide des molécules TPD-TAT dépendent fortement des chaînes latérales alkyles greffées sur les deux unités et des traitements thermiques post-dépôt. La durée de vie et la longueur de diffusion des excitons ont été étudiées en détail en fonction de la structure chimique moléculaire et de la structure de l'état solide. De même, les mobilités des porteurs de charge dans le plan et hors du plan ont été étudiées en fonction de la structure de l'empilement moléculaire. Enfin, les premières cellules solaires organiques utilisant le TPD-TAT comme donneur d'électrons mélangé à un polymère accepteur d'électrons ont également été développées. Exciton dynamics and charge carrier transport in organic semiconductors are essential properties that determine the performances of opto-electronic devices (such as for instance organic solar cells) and are highly dependent on the molecular structure and associated solid-state packing of the semi-conducting molecules. In this thesis, we focused on a family of "dumbbell-shaped" donor-acceptor-donor (D-A-D) type molecular semiconductors. The electron donor moiety was composed of a functionalized planar triazatruxene (TAT) unit, which is highly soluble and acts as a π-stacking platform, while a thiophene-thienopyrroledione-thiophene (TPD) unit was used as the electron acceptor unit. The self-assembled solid-state structures of the TPD-TAT molecules are highly dependent on the alkyl side-chains grafted on both units and on post-deposition thermal treatments. The exciton lifetime and diffusion length were investigated in detail as a function of molecular chemical structure and solid-state structure. Also, the in-plane and out-of-plane charge carrier mobilities were studied as a function of molecular packing structure. Finally, first organic solar cells using TPD-TAT as electron donor blended with an electron-acceptor polymer were also developed. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 13781476 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04089151 application/pdf 13841074 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/JING_Jiang_2022_ED269.pdf http://www.theses.fr/2022STRAD037/abes https://theses.hal.science/tel-04089151 https://theses.hal.science/tel-04089151 https://theses.hal.science/tel-04089151 Jing Jiang 1992-05-08 CN 269728546 0EFB1T04GP5 21820750 4200020 https://theses.fr/2022STRAD037 2022STRAD037 https://doi.org/10.70675/6e6534c3z59c1z4688za4d5z4a8e8f2bdf9c 2022-03-16 Physique et technologie des composants Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Heiser Thomas MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 033836337 Reiter Günter MADS_PRESIDENT_DU_JURY 073340618 Simon Laurent MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 180563351 Steveler Émilie MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 16808175X Chénais Sébastien MADS_RAPPORTEUR_1 080097030 Ludwigs Sabine MADS_RAPPORTEUR_2 182842045 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 Heiser Thomas Reiter Günter Simon Laurent Steveler Émilie Chénais Sébastien Ludwigs Sabine École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 13781476