Transient spectroscopy and photo commutation of second order non linear properties of photochromic anils crystals, structure properties correlation

Spectroscopie transitoire et photo-commutation des propriétés optiques non linéaires de second ordre de cristaux photochromes d'anils, corrélation structure-propriétés

Michel Sliwa (1)

1 PPSM - Laboratoire de Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires

A séries of original anils, crystallizing in a non centrosymmetric space group for second harmonic génération (SHG) and showing crystalline state photochromism was synthesized. One of them has an SHG intensity of 11 (vs urea), a second one shows a photo conversion of 16%, and a third one is a quasi bistable system (thé lifetime of thé métastable fonn is 460 days). Photo induced réversible SHG change can be up to 50%. Studies on single crystals performed on a confocal microscope allowed to correlate SHG anisotropy and thé structure determined by X ray diffraction connected with ZINDO calculations. Under UV irradiation, a structural disorder is created within thé crystal, responsible for thé SHG intensity change. However, thé initial structure is recovered alter thé reverse réaction. Spectroscopy evidenced thé mechanism of thé photochromism, and showed that switching occurred in 250 ps in solid state. This result demonstrates thé potentiality of such materials as fast optical switches.

Une série d'anils originaux, de groupe d'espace non centrosymétrique actifs en génération de second harmonique (GSH) et photochromes à l'état cristallin, a été obtenue. Un des composés présente une GSH de 11 (vs urée), un deuxième une photo conversion de 16% sous irradiation UV et un troisième une quasi bistabilité (durée de vie de 460 j pour la forme métastable). La photo commutation réversible de la GSH peut aller jusqu'à 50%. Des études sur monocristaux orientés sous microscope confocal ont permis de corréler anisotropie de GSH et structure déterminée par diffraction de rayons X, via des calculs ZINDO. Elles ont aussi montré que la réaction photo induite créait un désordre dans le cristal, entraînant la commutation de GSH, mais que l'ordre initial était recréé après réaction retour. La spectroscopie a mis en évidence le mécanisme du photochromisme et un temps de commutation de 250 ps à l'état solide, montrant ainsi le potentiel de ces matériaux comme interrupteurs optiques rapides.

Mots clés: photochromisme; génération de second harmonique; salicylidène aniline; spectroscopie transitoire; cristaux organiques; optique non linéaire

Domaines: Physique [physics]

Michel Sliwa. Spectroscopie transitoire et photo-commutation des propriétés optiques non linéaires de second ordre de cristaux photochromes d'anils, corrélation structure-propriétés. Physique [physics]. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00133784⟩