Innovations en matière de composants optoélectroniques avec le phosphore

Une avancée significative : des chimistes spécialistes du phosphore mettent au point une nouvelle méthode pour introduire sélectivement des atomes de phosphore et d'azote dans des systèmes polyaromatiques

28.11.2023

Le professeur Jan J. Weigand, chimiste spécialiste du phosphore à l'université de technologie de Dresde, a mis au point, en collaboration avec une équipe interdisciplinaire, une méthode révolutionnaire 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, idéales pour des applications dans les technologies de semi-conducteurs organiques telles que les OLED et les capteurs. Les résultats de cette entreprise prometteuse ont été publiés dans la revue CHEM.

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 organiques à effet de champ (OFET) et les cellules solaires organiques. Les chercheurs explorent continuellement la substitution de divers éléments au-delà du carbone traditionnel afin d'optimiser les performances et la polyvalence des dispositifs. Si la substitution par le bore (B), l'azote (N), l'oxygène (O) et le soufre (S) a 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 Jan J. Weigand et son groupe de recherche à l'université technologique de Dresde (TUD) ont récemment réalisé une percée importante : "Dans le cadre de nos recherches actuelles, nous avons mis au point une méthode innovante pour introduire sélectivement des atomes de phosphore et d'azote dans des systèmes polyaromatiques. Cette méthode a permis de synthétiser une large gamme de composés substitués par des atomes de phosphore et d'azote, dont les propriétés physicochimiques ont été étudiées en profondeur en collaboration avec des physiciens de la TUD. Grâce à la combinaison de simulations de matériaux et de mesures spectroscopiques, nous avons pu obtenir des informations fondamentales sur les relations structure-propriété des composés obtenus.

La nouvelle méthode permet d'accéder à la classe bien connue des azaphospholes, qui n'étaient auparavant accessibles que de manière très fastidieuse et, la plupart du temps, avec des rendements très faibles. C'est pourquoi ils n'étaient pas considérés jusqu'à présent 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 les applications futures en optoélectronique et au-delà", ajoute Sebastian Reineke, chef du groupe Light-Emitting and eXcitonic Organic Semiconductors (LEXOS) à la TUD.

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Publication originale

Jannis Fidelius, Kai Schwedtmann, Sebastian Schellhammer, Jan Haberstroh, Stephen Schulz, Rongjuan Huang, Max C. Klotzsche, Antonio Bauzá, Antonio Frontera, Sebastian Reineke, Jan J. Weigand; "Convenient access to π-conjugated 1,3-azaphospholes from alkynes via [3 + 2]-cycloaddition and reductive aromatization"; Chem

https://www.chemeurope.com/fr/news/1182131/innovations-en-matiere-de-composants-optoelectroniques-avec-le-phosphore.html