| Design of persistent chiral organic open-shell systems based on carbazole derivatives (Conception de systèmes organiques chirales persistants à couche électronique ouverte fondés sur des motifs de type carbazole) Kasemthaveechok, Sitthichok - (2021-11-15) / Universite de Rennes 1 Design of persistent chiral organic open-shell systems based on carbazole derivatives
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Crassous, Jeanne; Favereau, Ludovic Discipline : Chimie moléculaire et macromoléculaire Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Chiralité, Radicaux organiques, Inversion SOMO-HOMO, Interaction de spin, Carbazoles
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Résumé : Les matériaux chiraux π-conjugués ont récemment émergé comme une voie prometteuse en science des matériaux en raison de leur interaction spécifique avec la lumière polarisée circulairement et du potentiel de cette dernière dans plusieurs domaines d'applications tels que les diodes électroluminescentes organiques (OLED), les transistors organiques à effet de champ (OFET) et la spintronique moléculaire. Les nombreuses recherches sur cette thématique se concentrent actuellement sur des systèmes chiraux organiques avec une configuration électronique à couche fermée, et peu d’études ont exploré leurs homologues à couche ouverte (radicaux), vraisemblablement en raison de leurs problèmes de réactivité et de stabilité. Ce travail de thèse s’inscrit dans cette problématique et vise à développer de nouveaux radicaux intrinsèquement chiraux stables à base de carbazole. Nous avons exploré de nouveaux designs moléculaires conduisant à des radicaux chiraux cationiques à caractère persistant, résultant d’un processus d'inversion orbitalaire entre les niveaux SOMO et HOMO (SHI pour SOMO/HOMO inversion). L’obtention de cette configuration électronique peu usuelle nous a permis de mettre en avant certains paramètres clés régissant la stabilité des espèces radicalaires obtenues. Nous avons étendu cette approche à diverses structures radicalaires cationiques et neutres, aboutissant à la génération de mono- et di-radicaux chiraux cationiques et neutres inédits et relativement stables, présentant à la fois un intérêt fondamental et également applicatif dans des dispositifs opto-électronqiues. Abstract : Chiral π-conjugated materials have recently emerged as a promising direction in materials science due to their specific interaction with circularly polarized light and the potential of the latter in several domains of applications such as organic light-emitting diodes (OLEDs), organic field-effect transistors (OFETs), and magnets. While extensive researches have been focusing on organic chiral dyes with closed-shell electronic configuration, few attentions have been paid on their open-shell counterparts (radicals), presumably because of their reactivity and stability issues. This thesis has aimed to develop novel intrinsic chiral radicals based-on carbazole moiety. We explored a new molecular design of persistent intrinsically chiral organic radicals via a SOMO-HOMO level inversion (SHI) process. This electronic configuration allowed us to highlight certain key parameters governing the stability of the obtained radical species. We have extended this approach to various cationic and neutral radical structures, resulting in the generation of novel and relatively stable cationic and neutral chiral mono- and di-radicals, presenting both fundamental and promising directions in opto-electronic applications. | |||