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ACI “ JEUNES CHERCHEUSES et JEUNES CHERCHEURS ” 2003 RENSEIGNEMENTS ADMINISTRATIFS (1/2) Titre du projet : Nano-structuration d’Organiques Electroluminescents pour Lasers Bleus (NOEL) Alexis FISCHER Responsable du projet : Secteur(s) scientifique(s) de rattachement (voir fiche annexe) : - principal 8 - Sciences pour l’Ingénieur - secondaire (dans le cas de projets interdisciplinaires) : 2 - Physique 4 – Chimie _________________________________________________________________ Responsable du projet : Mr - Mr ou Mme : Prénom : Alexis Nom : FISCHER 16 décembre 1969 - Date de naissance : - Emploi actuel et date de nomination dans cet emploi : Maître de Conférence (Sept. 1999) IUT de Villetaneuse – Université de Paris XIII - Etablissement : - Laboratoire ou équipe : Laboratoire de Physique des Lasers, UMR 7538, Equipe OCR (D. Bloch) - Directeur : C. CHARDONNET Laboratoire de Physique des Lasers, UMR 7538, 99, Av. J.B. CLEMENT 93430 VILLETANEUSE 01 49 40 38 51 - Télécopie : 01 49 40 32 00 - Adresse complète : - Téléphone : - Adresse électronique : [email protected] Laboratoires ou équipes partenaires éventuels (extérieurs aux membres de l’équipe impliquée dans le projet) : Université de Paris 13 - Laboratoire de Physique des Lasers (LPL, UMR 7538) - Equipe VUV Université de Paris 13 - Laboratoire des Biomatériaux et des Polymères de Spécialité (LBPS, UMR 7052). Equipe Polymères fonctionnels actifs et systèmes aux interfaces. Commissariat à l’Energie Atomique - Laboratoire d’Intégration des Systèmes et de Technologie (LIST). Equipe Composants Organiques Fonctionnels. Aide demandée (TTC): 150 160 Euros (incluant le recrutement d'un jeune scientifique pendant un an) PROPOSITION ACI “ JEUNES CHERCHEUSES et JEUNES CHERCHEURS ” 2003 RENSEIGNEMENTS ADMINISTRATIFS (2/2) Titre du projet : Nano-structuration d’Organiques Electroluminescents pour Lasers Bleus (NOEL) Responsable du projet : Alexis FISCHER Secteur(s) scientifique(s) de rattachement (voir fiche annexe) : - principal 8 - Sciences pour l’Ingénieur - secondaire (dans le cas de projets interdisciplinaires) : 2 - Physique 4 – Chimie ___________________________________________________________________ Constitution du noyau de l’équipe impliquée dans le projet : Nom Laboratoire Prénom ou équipe de rattachement 34 % du temps de recherch e consacré au projet 100% Oct. 02 38 50% LPL – VUV DR CNRS Oct. 66 61 25% Date de nomination dans cet emploi Age LBPS Jan. 79 55 25% LPL – OCR MCF IUT Villetaneuse Sept. 99 FISCHER Alexis GUEGUEN Virginie LBPS CASTEX MarieClaude Alain SIOVE Emploi actuel MCF Villetaneuse DR CNRS Signature du responsable du projet : Visa du directeur du laboratoire de rattachement du responsable du projet : PROPOSITION ACI “ JEUNES CHERCHEUSES et JEUNES CHERCHEURS ” 2003 RENSEIGNEMENTS SCIENTIFIQUES (1/2) Titre du projet : Nano-structuration d’Organiques Electroluminescents pour Lasers Bleus (NOEL) Responsable du projet : Alexis FISCHER Secteur(s) scientifique(s) de rattachement (voir fiche annexe) : - principal 8 - Sciences pour l’Ingénieur - secondaire (dans le cas de projets interdisciplinaires) : 2 - Physique 4 – Chimie ___________________________________________________________________ Bref CV (2 pages) du responsable du projet, comprenant une sélection de ses publications significatives (depuis le 01/01/97, maximum 10) : ARTICLES Articles: M.C. Castex, C. Olivero, A. Fischer, S. Mousel, J. Michelon, D. Ades and A. Siove, "Polycarbazole microcavities : towards plastic blue lasers", Appl. Surf. Sci. 197-198 (2002) 822-825 M.C. Castex, A. Fischer, D. Simeonov, D. Ades and A. Siove, "Réalisation de réseaux sur polymères par laser UV", J. Phys. IV (2003) à paraître M.C. Castex, A. Fischer, D. Ades and A. Siove,"Nanostructurations photoniques pour des micro-lasers bleus à base de carbazole", Club Nanotechnologie Yousefi M., Lenstra D.,Vemuri G., Fischer A., "Experimental results on nonlinear dynamics of a semiconductor laser with filtered optical feedback", to be submitted to Optics. Lett. Failache H. Saltiel S., Fischer A., Bloch D. Ducloy M. "Resonant quenching of Gas-Phase Cs Atom induced by surface –Polariton" Phys. Rev. Lett. Accepted. 2002 Yousefi M., Lenstra D.,Vemuri G., Fischer A., "Control of nonlinear dynamics of a semiconductor laser with filtered optical feedback", IEE Proc.-Optoelectron., Vol. 148, No 5/6, 233-237, (2001). A.P.A. Fischer, O.K. Andersen, M. Youssefi, S. Stolte, D. Lenstra " Experimental and Theoretical Study of Filtered Optical Feedback in a Semiconductor Laser" IEEE J. Of QUANTUM ELECTRON., VOL. 36, NO. 3, March 2000, pp 375-384. A.Fischer, J.P.Goedgebuer. "Signal routing by wavelength switching " OPTICS LETTERS. June 1999. O. Andersen, A.Fischer, I. Lane, E. Louvergnaux, S. Stolte, D. Lenstra "Experimental stability diagram of a diode laser subject to weak phase conjugate feedback from a rubidium vapor cell" IEEE J. OF QUANTUM ELECTRON., VOL. 35, NO. 4, APRIL 1999 PP577-582 Alexis FISCHER précédemment avec né à Lyon, le 16 décembre 1969 V r i j e U n i v e r s i t e i t - Faculty of Sciences – Quantum Electronics group. 2, place de l’église De Boelelaan 1083 - 1081 HV Amsterdam - The Netherlands 95230 Soisy /s Montmorency- FRANCE Tel : +31 (0)20 44 47 855- Fax +31 (0)20 44 47 999 tel : 06 13 69 19 69 Laboratoire de Physique des Lasers-UMR CNRS 7538 IUT GTR Villetaneuse –Université de Paris XIII 99, Av. JB Clement – 93430 Villetaneuse-France tel : 01 49 40 3082 ou 3851 - fax 01 49 40 20 16 précédemment avec Laboratoire d'Optique P.M. Duffieux UMR CNRS6603 Université de Franche Comté La bouloie - 25030 Besançon cedex Fax : 33 (0)3.81.66.64.23 MOTS CLEF: Electroluminescence, OLED, laser bleu, laser polymère, matériaux organiques , Ablation laser, nano-structuration, réseaux photoniques, Diode laser accordable - DFB - éléments non linéaires en longueur d'onde. Bistabilité and multistabilité en longueur d'onde - hysteresis - Routage et Commutation en longueur d'onde - Laser Semiconducteur à cavité externe. Injection locking - Verrouillage en longueur d'onde - Composants tout Optiques - Chaos en longueur d'onde – Phase conjugate feedback- Dynamique des lasers semi-conducteurs- WDM – PDH – SDH – EDUCATION 99-03: Maître de Conférence (titulaire). IUT –GTR. Université de Paris 13. 98-99: Postdoctorant : Vrije Universiteit. Amsterdam. Theoretical Physics Group. 94-98: Doctorat : Laboratoire d'optique P.M. Duffieux. Université de Franche Comté. Boursier BDI CNRS 93-94: Service National 92-93: DEA :Acousto-Opto-électronique. Mention Bien. UFC. 90-92: MST AEI Maîtrise Sciences et Techniques : Automatisme et Electronique industriels. Mention AB. UFC RECHERCHE « OLED et électroluminescence de molécules organiques, vers des Lasers Bleus » :20002-2003 Collaboration Université Paris 13-LPL et CEA LIST/COF "Etude expérimentale de l'électroluminescence de molécules organiques (Cz)- Vers de nouvelles structures" lasers". Laboratoire de Physique des Lasers. Equipe VUV . MC Castex Université Paris 13.99-02. "Etude expérimentale interaction atome-surface" Laboratoire de Physique des Lasers. Université Paris 13. Equipe OCR. D Bloch. "Etude expérimentale du comportement dynamique des diodes lasers soumises à une contre-réaction optique filtrée spectralement". Laboratoire de physique théorique de l’Université Libre d’Amsterdam. Pays-Bas.99 " Etude expérimentale du comportement dynamique des diodes lasers soumises à une contre-réaction optique à conjugaison de phase". Laboratoire de physique théorique de l’Université Libre d’Amsterdam. Pays-Bas.98 "Commutation en longueur d'onde de diodes lasers accordables par multistabilité optique". UFC - Laboratoire d'optique P.M. Duffieux - THESE 94-97 - Directeur de recherche : Prof. J.P. GOEDGEBUER - Applications aux télécommunications optiques. Thèse effectuée dans le cadre d'un contrat CNET. Bourse CNET-Région 94-96. "Bistabilité et multistabilité en longueur d'onde pour diodes lasers DFB accordables ". Recherche de DEA - Janvier à Juin 93 . Directeur de recherche Professeur J.P. Goedgebuer . ENSEIGNEMENT 1999-2003: Enseignement département IUT GTR- Université de Paris 13-(~300h/an) 19 Décembre 200. Membre d'un jury de Thèse. Ole Andersen. «Vrije Universiteit» Amsterdam. Avril 98-Septembre 99 : Encadrement à temps plein d’une thése à la «Vrije Universiteit» Amsterdam. Administratif 2000-2002 : Membre du Conseil de Départment et de la commission Ressources Informatiques et Technologiques IUT GTR 1999-2002 : Membre du conseil de departement GTR de l'IUT de l'université de Paris 13. Responsabilité de deux programmes de recherche – Définition des programmes – Demande de subvention –Négociation et Achat de matériel de laboratoire (200 kF) - Laboratoire de physique théorique Vrije Universiteit Amsterdam. 98-99. PROPOSITION ACI “ JEUNES CHERCHEUSES et JEUNES CHERCHEURS ” 2003 RENSEIGNEMENTS SCIENTIFIQUES (2/2) Titre du projet : Nano-structuration d’Organiques Electroluminescents pour Lasers Bleus (NOEL) Responsable du projet : Alexis FISCHER Secteur(s) scientifique(s) de rattachement (voir fiche annexe) : - principal 8 - Sciences pour l’Ingénieur - secondaire (dans le cas de projets interdisciplinaires) : 2 - Physique 4 – Chimie ___________________________________________________________________ Présenter, en quelques lignes, en quoi le soutien à ce projet sera de nature à favoriser l’autonomie du responsable du projet et de son équipe : Dans le cadre d'un contrat de collaboration impliquant le laboratoire de Physique des Lasers, le laboratoire des Biomatériaux et Polymères de Spécialité et l'équipe COF du LIST/CEA, une première réalisation d'un dispositif électroluminescent bleu a été obtenue en décembre 2002 par le responsable du projet. Ce contrat intitulé « Dispositifs électroluminescents et microlasers plastiques bleus » concerne principalement la réalisation de dispositifs électroluminescents organiques (OLED) pour l'affichage. La création d'une jeune équipe interdisciplinaire regroupant Physique, Chimie et Sciences de l'Ingénieur, dotée d'un important soutien financier, permettra de poursuivre sur le site de l'Université Paris-Nord cette thématique avec un objectif ambitieux celui de la réalisation de lasers organiques pompés électriquement. Le responsable du projet pourra utiliser les compétences complémentaires des membres de son équipe pour élucider progressivement les différents points clefs : Caractérisations et structurations de nouveaux matériaux. Réalisations de dispositifs de type OLED indispensables à la réalisation d’un laser organique. Etude du vieillissement des matériaux organiques aux interfaces. Mesure de gain optique différentiel d’une OLED. Mise en place d'une expérience d’évaporation de matériaux sous vide couplée à des techniques de nano-structuration in situ par ablation laser. La jeune équipe sera en mesure grâce à son autonomie d'atteindre l'objectif fixé sur une période de trois années. Elle acquierera également les outils spécifiques et le savoir-faire pour étendre ensuite le sujet à la réalisation de réseaux photoniques 2D et 3D. Description résumée du projet : Indiquer, en deux pages maximum (Times 12 et interligne 1,5 par exemple) les objectifs scientifiques du programme, en faisant ressortir le caractère innovant du projet et en le situant dans le contexte national et international (on pourra citer un maximum de 5 références bibliographiques sur le sujet). L'objectif premier de ce projet est de réaliser des lasers plastiques pompés électriquement de préference bleus. Outre la rareté des lasers bleus en général, et un quasi monopole sur les lasers semiconducteurs bleus en particulier, ce qui limite la diffusion de ce type de source, il est à noter qu'aucun laser organique pompé électriquement n'a, à ce jour, été réalisé. Le second objectif est de structurer la cavité du laser bleu par des réseaux de pas submicroniques imposés par les faibles longeurs d'ondes pour finalement aborder le domaine des matériaux structurés à bande interdite. Cette nanostructuration sera obtenue par diverses techniques d'ablation laser. Le programme présenté ici s'appuie sur de premiers résultats de travaux interdisciplinaires (UP13 LPL, LBPS) et une collaboration entre UP13 et le CEA/LIST/COF. Ceux-ci ont permis de lever certains verrous technologiques clairement identifiés. Le projet se déroulera en 7 étapes: 1ère étape: Synthèse et caractérisation physico-chimiques de matériaux électroluminescents (Alain SIOVE/ Virginie GUEGUEN, LBPS/UP13). Il s'agit de synthétiser et de déterminer les caractéristiques physico-chimiques des matériaux organiques candidats à l'électroluminescence. Le présent projet pourra déjà s'appuyer sur la "Bibliotheque" des matériaux moléculaires et polymères de la famille des carbazoles synthétisés par l'équipe d'Alain SIOVE. Cette "Bibliothèque" de matériaux dont certains ont été brevetés et utilisés dans des diodes électroluminescentes, couvre toute la plage du spectre visible. Les expériences de physique apporteront un "feedback" en chimie permettant ainsi d'adapter par ingénierie moléculaire les strucures chimiques aux propriétés visées. 2eme étape : Caractérisation des matériaux candidats à l'électroluminescence (Alexis FISCHER LPL/UP13 et Bernard GEFFROY CEA/LIST/COF). Les nouveaux matériaux synthétisés seront caractérisés afin de déterminer : les temperatures d'évaporation et leurs limites d'utilisation, le travail d'extraction des matériaux donnant le LUMO et l'HOMO pour les nouveaux candidats, leurs spectres d'absorption et d'émission en solution et à l'état solide, leurs indices de réfraction. 3ème étape : Evaporation sous vide d'une hétérostructure (Alexis FISCHER LPL/UP13). Par évaporation sous vide sera réalisé un empilement des différents matériaux organiques (MO) de manière à réaliser une structure à hétérojunction du type substrat de verre\ITO (électrode)\MO injecteur de trous\MO bloqueur d'électrons\MO couche active électroluminescente \MO bloqueur de trous\ MO injecteur d'électrons\ LiF + Al (électrode). Des OLEDs bleues ont ainsi été réalisées sur ce principe grâce à la collaboration, au savoir-faire et à l'équipement du CEA. Au LPL existe un évaporateur sous vide indispensable à la réalisation d'une telle hétérostructure. Par ailleurs, une transformation de ce matériel permettra de coupler des techniques lasers de structuration ou de dépôts sous vide aux techniques d'évaporation usuelle. 4ème étape : Test d'électroluminescence et caractérisation des OLEDs (Alexis FISCHER LPL/UP13 ). La caractérisation des OLEDs comprendra plusieurs aspects : les caractéristiques I/V de la diode, ses caractérisations optiques (c'est à dire de la puissance d'émission de l'OLED en fonction du courant, leurs rendements d'électroluminescence et leurs spectres. Ces caractérisations pourront être effectuées par le responsable du projet au laboratoire des Composants Organiques Fonctionnels du CEA Saclay. 5ème étape : Caractérisation du gain d'amplification des OLEDs (Alexis FISCHER LPL/UP13) Il s'agit ici de mettre à profit le savoir-faire de l'équipe OCR en matière de caractérisation de milieux optiques par des techniques de sondage optique et de modulation synchrone.Le but est de mesurer la réponse optique de la couche émettrice d'une OLED à un faisceau optique sonde proche de la longueur d'onde d'électroluminescence. On espère ainsi mesurer le gain optique différentiel ou gain d'amplification optique de la couche active de l'OLED. Grâce aux techniques de modulation synchrone, il est possible de mesurer des variations différentielles faibles et de les extraire du bruit. La valeur de ce gain optique diférentiel sur la couche mince de l'OLED permettra d'indiquer quel type de cavité laser est la plus adéquate, à savoir une structure de type VCSEL ou planaire à contre réaction répartie (DFB). 6ème étape : Réalisation d'une cavité laser (Alexis FISCHER OCR/LPL/UP13 et Marie-Claude CASTEX VUV/LPL/UP13): Dans le cas des structures à contre réaction répartie (DFB) des techniques de gravure de réseaux de pas submicroniques s'avèrent indispensables. Dans ce but l'équipe VUV de Marie-Claude CASTEX a développé des techniques de gravure par ablation laser VUV et masque de phase qui permettent d'obtenir des réseaux de surface profondément modulés et de pas submicronique. Afin de graver des réseaux au contact de la couche active, c'est à dire au cours du processus d'évaporation, il est nécessaire de développer un outillage spécifique combinant une machine d'évaporation sous vide et de gravure laser in situ évitant ainsi tout passage à l'air. Ces techniques de gravure de matériaux organiques par ablation laser et masque de phase sous vide permettront également par la suite de réaliser des réseaux croisés étape possible vers la réalisation de matériaux à bande photonique 2D et 3D. 7ème étape : Caractérisation physico-chimique des matériaux organiques ayant subi une ablation laser ou un flux lumineux VUV intense (Alexis FISCHER LPL/UP13 et Virginie GUEGUEN LBPS/UP13). Il s'agit d'étudier l'effet d'une exposition des matériaux organiques à un flux lumineux VUV intense ou la dégradation du matériau électroluminescent sous fort courant. On s'intéressera en particulier aux éventuelles modification de morphologie des organiques sous champ intense (orientation moléculaire). Demande financière : Donner une estimation budgétaire (TTC) par rubrique : fonctionnement, vacations, missions, équipement (en identifiant les matériels correspondant si la demande financière est importante) et CDD (en précisant la nature du poste et la durée demandée, le montant correspondant devant comprendre les charges et la TVA). Equipement 1ère année 2ème année 3ème année Microscope AFM Laser Excimère Masques de phase 23 920 Eu 11 960 Eu Nanosurf 35 880 Eu Equipement Diode bleue fibrée Iflex 11 960 Eu Fonctionnement 5 980 Eu 5 980 Eu 5 980 Eu Vacations 1500 Eu 1500 Eu 1500 Eu Missions 2 000 Eu 2 000 Eu 2 000 Eu Contrat CDD 38 000 Eu (post-doctorant) Total TOTAL 95 320 Eu (TTC) 33 400 Eu (TTC) 150 160 Eu (TTC) 21 440 Eu (TTC)
