Photonique organique et nanostructures

Photonique organique et
nanostructures
Convention technologique LPL
Mardi 19 juin
Opération soutenue par l’Etat / fonds national d’aménagement et de développement du territoire.

13/06/2012
1
PhotoniqueOrganiqueet
Nanostructures
F.Gourdon,A.Coens,G.Ayenew
M.Chakaroun,N.Fabre,M.Lee
A.Fischer,A.Boudrioua
19/06/2012
1
OLEDetlasersorganiques
oLaserorganiquespompéoptiquement
oLaserorganiquesàcristauxphotoniques2D
oLaserorganiqueàcavitéverticale
oPompageélectrique
‐Sourceaccordabledanslevisible
‐Bascoût,compacité,légèreté
‐Télécomsparfibreplastique
‐Capteurschimique,biologiques
‐Diagnostiquemédical,lab‐on‐chip
‐Est‐ilpossiblederéaliserunediodelaserorganiquepompéélectriquement?
‐Quellehétéro‐structureorganique?
‐Queltypedecavité(microcavité)?
‐Commentoptimiserlespropriétésoptiquesetélectriques?
2
Intérêtsetapplications
Verslesdiodeslasersorganiques…

13/06/2012
2
3
Verslesdiodeslasersorganiques:limitations
oFaible confinement optique (n=1,7 soit R = 6%)
oFaible densité de courant (< 1A/cm² en régime continu)
oForte absorption :
•Electrique : Absorption polaronique
•Optique : Annihilation singulet–triplet (TTA)
9Placer l’OLED à l’intérieur d’un résonateur
9Pompage électrique en régime impulsionnel:
•Densité de courant plus élevée (>1kA:cm²)
•Densité des états triplets moins élevée
•Unemobilitédechargeplusimportanteetdoncunedensité de polarons
plus faible
9Diminuer le seuil laser
Vertical microcavity
1D Photonic crystal 2D Inverse opale
2D – 3D
Top down
Low mode volumeHigh Q Defect cavity in PC
Extended cavity
-nanoparticles with the
OLEDs
Bottom up
4
Verslesdiodeslasersorganiques:stratégie
ANROLDTEABlanc090701

13/06/2012
3
Présentation de la structure :
Spectredetransmission I(λ)
M.Chakaroun,A.Coens,&Al.
“Optimaldesignofamicrocavityorganiclaserdeviceunder
electricalpumping“Vol.19,No.2/OpticsExpress493(2011)
TiO2
TiO2
TiO2
TiO2
Heterostructu
re
organique
¾Modélisation optique de la cavité
par les équations de Maxwell
via les matrices de transfert
¾Indices complexes des matériaux
OLEDenmicrocavitéverticaledetypeVECSEL
5
Hétéro‐structureOrganique:¾« Band engineering » :
Substrat (verre)
λ/4
Alq3 DCM
¾Dopage 2% DCM dans Alq3
¾Transfert de Förster
¾Diminuer le quenching
OLEDenmicrocavitéverticaledetypeVECSEL
6

13/06/2012
4
7
OLEDenmicrocavitéverticaledetypeVECSEL
¾2 résonances:
• Entre les deux miroirs
diélectriques
• Entre le miroir diélectrique
inférieur et l’aluminium
(indésirable)
TiO2
TiO2
TiO2
TiO2
Superior
mirror
Inferior
mirror
Organic
heterostructure
8
OLEDenmicrocavitéverticaledetypeVECSEL
Heterostructure
organique
TiO2
TiO2
TiO2
TiO2
Superior
mirror
Inferior
mirror
Organic
heterostructure
¾2 résonances:
• Entre les deux miroirs
diélectriques
• Entre le miroir diélectrique
inférieur et l’aluminium
(indésirable)