Posté par Redbran le Jeudi 13/02/2020 à 14:00
Un dérivé de curcumine doté d'une fluorescence retardée et d'un effet laser

©Dae-Hyeon Kim, Anthony D'Aléo
Des chercheurs du Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CNRS/Aix Marseille Université), en collaboration avec des équipes japonaise, coréenne et américaine, révèlent les propriétés photophysiques inédites d’un dérivé de la curcumine. Ces résultats, qui constituent une avancée remarquable dans le domaine des diodes électroluminescentes organiques mais aussi des lasers organiques, sont parus dans la revue Nature Photonics.

Créée en 2012 par le chercheur japonais Chihaya Adachi, la dernière génération de diodes électroluminescentes organiques ou OLEDs (1) repose sur le phénomène d'émission de fluorescence retardée ou TADF (2). Une propriété spécifique de certains matériaux chromophores qui, lorsqu’ils sont excités par une source d’énergie (lumière ou signal électrique), émettent une fluorescence instantanée à laquelle s’ajoute de façon décalée dans le temps une seconde émission de fluorescence. Des chercheurs du Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), en collaboration avec plusieurs équipes internationales (3) dont celle du pionnier Chihaya Adachi, viennent de franchir une nouvelle étape dans l’exploration de ce phénomène.

Un défi actuel vise en effet à concevoir des OLEDs qui émettent non plus dans le spectre visible de la lumière, mais dans le proche infrarouge (IR). Ces nouvelles OLEDs seraient particulièrement intéressantes pour des applications militaires (systèmes de communication furtive nocturne) ou médicales (imagerie cellulaire). Or, les seuls matériaux efficaces dans le proche IR sont composés de métaux nobles (platine par exemple) qui sont onéreux et peu disponibles.

C’est là l’intérêt des travaux des chercheurs du CINaM et de leurs collègues qui ont mis en évidence une émission de fluorescence retardée dans le proche IR dans un nouveau type de molécule: un analogue de la curcumine, lié à un atome de bore. Développée par le CINaM, cette molécule organique inspirée de la structure de la molécule naturelle de curcumine offre à la fois des propriétés photoniques inattendues et une grande simplicité de synthèse (d’où un coût avantageux).

L’originalité de cette molécule ne s’arrête pas là. Outre sa propriété d’émission de fluorescence retardée dans le proche infrarouge, le dérivé de curcumine est en effet capable de produire une émission spontanée amplifiée, phénomène à l’origine du rayonnement laser. Un résultat inédit puisqu’aucun matériau n’était doté jusqu’à présent de cette combinaison de propriétés. Objet d’un dépôt de brevet, cette découverte marque un pas important pour l’ingénierie moléculaire de composés à fluorescence retardée. Elle ouvre aussi des perspectives prometteuses dans le développement des lasers organiques et semble même rapprocher les physico-chimistes de ce qui demeure le "graal" en matière de lasers: concevoir des lasers organiques contrôlés par signal électrique.

À gauche: Structure du dérivé de curcumine. Schéma des états électroniques montrant le peuplement de l'état singulet (S1) par l'état triplet (T1) à l'origine du phénomène de TADF.
À droite: Caractéristiques spectrales et efficacités des OLEDs.
©Dae-Hyeon Kim, Anthony D'Aléo

Références:
Dae-Hyeon Kim, Anthony D’Aléo, Xian-Kai Chen, Atula S.D. Sandanayaka, Dandan Yao, Li Zhao, Takeshi Komino, Elena Zaborova, Gabriel Canard, Youichi Tsuchiya, Eunyoung Choi, Jeong Weon Wu, Frédéric Fages, Jean-Luc Brédas, Jean-Charles Ribierre, Chihaya Adachi
High-efficiency electroluminescence and amplified spontaneous emission from a thermally-activated delayed fluorescent near infrared emitter
Nature Photonics – Janvier 2018
DOI: 10.1038/s41566-017-0087-y

Notes:
(1) Organic light-emitting diode
(2) Thermally-assisted delayed fluorescence
(3) Kyushu University (Fukuoka, Japon), Ewha Womans University (Seoul, Corée), Georgia Tech (Atlanta, États-Unis)


Contacts:
- Anthony D'Aléo - daleo at cinam.univ-mrs.fr
- Sophie Félix - Chargée de communication - inc.communication at cnrs.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication - inc.communication at cnrs.fr
- Christophe Cartier dit Moulin - INC & Institut parisien de chimie moléculaire - inc.communication at cnrs.fr
Dernières news
Des chercheurs de l'Irig ont caractérisé la structure d'une protéine fluorescente entre ses positions "on" et "off". Avec des applications en imagerie du vivant. Les...
Des physiciennes et des physiciens ont pour la première fois observé la transmission de l'état quantique d’électrons au travers d’un îlot métallique de taille...
Un composé organique produit par la flore intestinale, le métabolite 4-Cresol, aurait des effets protecteurs contre le diabète de type 1 et de type 2, notamment en...
Parmi les pistes pour aller vers une société à faible empreinte carbone, la réutilisation du CO2 séduit de nombreuses équipes. Des scientifiques de l’IRCELYON...
La collaboration Alice au LHC (Cern), à laquelle contribue l'Irfu, vient de mettre en évidence la première particule capable de "résister" au "flot" du plasma de...
En identifiant le rôle d’une protéine particulière dans le développement des maladies du foie liées à l’obésité, des chercheurs de l’UNIGE ouvrent la voie...
Une équipe internationale de paléontologues et de géologues (France, Porto Rico, Argentine, Cuba et USA) mobilisant notamment des chercheurs du Laboratoire...
L’accélérateur en service le plus ancien du CERN dispose d’un nouvel aimant de déflexion rapide et recevra bientôt aussi un nouvel aimant à septum. Avant de...
Fruit d'une collaboration ESA-NASA associant notamment le Cnes, le CNRS et le CEA, la sonde Solar Orbiter a décollé le 9 février 2020 depuis le centre spatial Kennedy...
On entend souvent les mères raconter que leurs premières rides ou leurs premiers cheveux blancs sont apparus après avoir eu un enfant. Qu’on se le dise: enfanter,...
Une expérience menée auprès de l'installation ISOLDE du CERN montre que le noyau du 222Ra (isotope du radium) a la forme d'une poire. La plupart des noyaux ont la...
"Le pourquoi du sexe" reste encore aujourd’hui une des grandes questions évolutives. La découverte de lignées asexuées chez des espèces animales considérées...
En analysant les images du relevé LoTSS (LOFAR Two Meter Sky Survey), une équipe comprenant un astronome de l’Observatoire de Paris - PSL a découvert des ondes...
Des chercheurs de l’UNIGE et de l’Université de Manchester ont découvert des structures basées sur des matériaux bidimensionnels qui permettent d’émettre de...
Une collaboration entre biologistes et physiciens a permis de décrypter une étape clé de l’infection causée par le méningocoque, un pathogène humain responsable...
Des chercheurs de l’UNIGE et de CY Cergy Paris Université démontrent que les situations présentes évoquent en mémoire des situations passées qui partagent des...
Des scientifiques testent l’expérience NA61/SHINE du CERN avec un appareil construit en briques Lego. Le complexe d’accélérateurs du CERN permet aux...
Une nouvelle étude d’apprentissage automatique suggère la présence d’au moins neuf « expressions » de genre La terminologie conçue pour expliquer et...
Optimiser Euclid: une corrélation croisée entre les observables Pour mesurer les paramètres cosmologiques, le télescope spatial Euclid utilisera deux sondes...
Par Gillian Woodford Une forme de stéatose hépatique qui touche fréquemment les patients atteints du VIH peut être traitée en toute sécurité au moyen de la...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales