Mol´ ecules octupolaires

Une mol´ecule octupolaire correspond, de mani`ere sch´ematique (Figure 2.12), `a la conjugaison de trois dipˆoles :

Figure 2.12 – Repr´esentation sch´ematique d’un octupole.

Le r´ecent attrait suscit´e par les mol´ecules octupolaires ou multibranch´ees provient de la structure particuli`ere de ces mol´ecules en ´etoile, qui pourrait permettre des ph´enom`enes

d’in-2.6 Conclusion 37

teractions entre les diff´erentes branches de l’´edifice et ainsi induire une exaltation de l’ADP. Les recherches actuelles qui tentent d’´etablir une relation structure mol´eculaire-propri´et´es d’ADP visent donc `a mettre en ´evidence une telle interaction (Figure 2.13).

Figure 2.13 – Compos´es octupolaires comportant des groupements donneur et accepteur incor-por´es dans divers syst`emes conjugu´es d’apr`es [110, 111,112,113].

2.6 Conclusion

Les potentialit´es des absorbeurs `a deux photons pour la limitation optique ont ´et´e d´emontr´ees d`es le milieu des ann´ees 1990. D`es lors, diverses familles de mol´ecules ont ´et´e examin´ees et des efforts consid´erables ont ´et´e d´evou´es `a la conception et `a la recherche de chromophores poss´edant des sections efficaces d’ADP importantes, en explorant, en particulier les structures dipolaires et quadripolaires. Plus r´ecemment, une attention particuli`ere a ´et´e port´ee sur les structures

multi-polaires et branch´ees telles que les dendrim`eres, qui feront l’objet d’une ´etude approfondie dans le chapitre suivant. En fonction de l’application pour laquelle ils sont d´evolus, les chromophores absorbant `a deux photons doivent satisfaire diff´erents types de contraintes.

L’´elaboration de syst`emes pour la limitation optique `a base d’absorbeurs multiphotoniques efficaces exige que ceux-ci pr´esentent des propri´et´es d’ADP tr`es ´elev´ees, cela sur la plus large gamme spectrale possible. En effet, plus la valeur de σADP sera ´elev´ee, plus le seuil de limi-tation sera faible et les d´etecteurs seront alors mieux prot´eg´es. Toutefois, un certain nombre de facteurs influence l’amplitude de l’ADP, parmi lesquels nous pouvons citer les ph´enom`enes de d´elocalisation ´electronique et de transfert de charge intramol´eculaire. L’optimisation pour la limitation optique n´ecessite ´egalement :

– Une forte section efficace d’absorption de l’´etat excit´e (AEE), – un bon recouvrement spectral entre l’ADP et l’AEE,

– une dur´ee de vie de l’´etat excit´e la plus longue possible,

– la meilleure solubilit´e possible, afin de pouvoir atteindre de fortes concentration en chro-mophores (typiquement 100 g.L⁻¹).

En outre, nous devrons veiller `a pr´eserver la transmission du systˆeme en r´egime lin´eaire. Dans le domaine du visible, la pr´eservation de la neutralit´e colorim´etrique est ´egalement un crit`ere important.

Nous d´etaillerons au chapitre suivant, l’approche d´evelopp´ee par nos collaborateurs de l’ENS Lyon sur la pr´eparation de nouveaux limiteurs optiques, en tentant de respecter ces diff´erents crit`eres. De mani`ere tr`es simplifi´ee, l’id´ee a ´et´e de mettre en œuvre une d´emarche par ´etapes, dans un premier temps, nous d´ebuterons notre ´etude sur des chromophores branch´es et mol´ecules purement organiques `a base de d´eriv´es fluor`ene efficaces, optimis´es pour la r´egion du visible, dont l’efficacit´e d’absorption multiphotonique repose sur un m´ecanisme concert´e de couplage excito-nique entre monom`eres.

Dans un second temps, nous nous int´eresserons `a des chromophores un peu plus complexes, et dont l’efficacit´e sera plus orient´ee vers le rouge-proche IR, associant un cœur m´etallique pour lesquels l’absorption sera alors am´elior´ee par un transfert de charge m´etal-ligand. Nous verrons que, pour une partie des chromophores ´etudi´es, les performances de limitation r´esultent d’une combinaison/superposition de plusieurs ph´enom`enes (absorption `a deux photons, absorption de l’´etat excit´e).

Chapitre 3

Mise en œuvre et caract´erisations de

d´eriv´es fluor`enes

3.1 Introduction

Cette partie de notre travail de th`ese est ax´ee principalement sur l’´etude de l’effet des in-teractions ´electroniques et de limitation optique au sein des syst`emes dendritiques et orga-nom´etalliques. Dans cette partie, nous allons pr´esenter les caract´erisations photophysiques `a un et deux photons de ces chromophores. Les valeurs ´elev´ees de leurs rendement quantique de fluo-rescence ainsi que de leur section efficace d’absorption `a deux photons (σADP) ont conduit `a des applications optiques en particulier la limitation optique. Pour rendre l’interpr´etation de cette ´

etude plus ais´ee, nous avons divis´e ces chromophores en deux grandes classes : les dendrim`eres et mol´ecules en “V” optimis´es pour la limitation optique dans le visible d’une part (protection de l’oeil), et les complexes de ruth´enium orient´es vers le proche infrarouge d’autre part (protection des moyens de vision nocturne).

Dans ces syst`emes, nous mettrons en ´evidence les m´ecanismes d’interaction entre complexes de ruth´enium photoactiv´es et les ligands d’oligofluor`ene. Nous verrons qu’`a partir de l’analyse des donn´ees photophysiques l’interpr´etation des r´esultats de limitation n’est pas si ais´ee et que des ´etudes pompe sonde r´esolues en temps seront n´ecessaires. En effet, des informations sur la dynamique du processus physiques `a trois photons peuvent ˆetre obtenues `a partir de l’´etude de l’absorption transitoire induite par une excitation laser. Les r´esultats de cette section mettront en avant le couplage excitonique entre le cœur m´etallique et les ligands des complexes ´etudi´es.