Institut Jean Barriol
Plateforme de mesures de diffraction X - Service Commun de RMN - Logiciel MoPro

 Matériaux moléculaires neutre-Ionic [TTF-CA]

Depuis quelques années, un intêret grandissant est porté sur les matériaux moléculaires susceptibles d'êre utilisês dans le domaine de l'électronique moléculaire. La recherche de complexes moléculaires qui présentent de nombreuses transitions entre différents états selon les contraintes appliquées, fait l'objet de travaux innombrables, principalement à différentes températures et sous pression afin de localiser la température et la pression de transition.

Des expériences de diffraction X, neutrons, RMN et spectroscopie IR ont été complétés par une approche théorique avec des calculs de structures électroniques sur ce type de matériaux moléculaires pour mettre en évidence et d'éxpliquer à l'échelle microscopique le phénomène de transition neutre-ionique.



La a transition de phase Neutre-Ionique (N-I) existe dans des complexes organiques à transfert de charge à empilement mixte de la famille TTF-CA.

Ces complexes, sont en général des semi-conducteurs à faible gap puisque les molécules donneuses (D) et acceptrices (A) d'électrons alternent le long d'une même chaîn. La transition N-I est associée au transfert coopératif d'électron entre D et A, donc au changement du degré de transfert de charge. Ce transfert s'accompagne d'une brisure de symétrie, donc d'une dimérsation dans l'état ionique avec la formation de paires (D+A-) dans un état singulet :

   Phase N    ...D-A-D-A-D-A-D-A-D-A-D-A-...
   Phase I       ...(D+A-) (D+A-) (D+A-) (D+A-) (D+A-) (D+A-)
   Phase excitée   ...D-A-D-A-(D+A-)(D+A-)(D+A-)(D+A-)(D+A-)D-A-D-A-...

Cette transition de phase se révàe d'une grande richesse dans ses divers aspects structuraux, électroniques, optiques, ou ferroélectriques.

Ces matériaux moléculaires offrent une grande variété de propriétés physiques intéressantes, en particulier dans le domaine de l'électronique moléculaire, telles que la transformation N-I photo-induite, ou la commutation entre états respectivement de basse et haute conductivité (résistance négative).

Au centre de la transition N-I, et de ces propriétés hors d'équilibre, il y a l'existence d' excitations de transfert de charge relaxées structuralement (distorsions intra- et inter-moléculaires). L'éxistence de ce type de transition entre différents états selon les contraintes (pression, température, laser) appliquées rend passionnante et essentielle l'étude de ces complexes.