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Page modifiée le mardi 09 avril 2013
Thèse
Présentée pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l'Université Paris 13 par
Anthony Coens
Laboratoire de Physique des Lasers, LPL
Université Paris 13 - Institut Galilée
CNRS UMR7538
99, av. J.B. Clément
93430 Villetaneuse - France
Mercredi 20 novembre 2013 à 14:00
Salle : Amphi. EULER - Institut Galilée

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’étude d’une hétérostructure organique de type OLED en microcavité dans le but de déterminer les paramètres optimaux nécessaires pour la réalisation d’une diode laser organique sous pompage électrique. Bien que de nombreux lasers organiques aient été réalisés sous pompage optique, le pompage électrique reste un challenge scientifique et technologique important. La difficulté scientifique réside dans la faible mobilité des semi-conducteurs organiques qui limite les densités de courants bien en dessous des seuils laser. Une difficulté technologique consiste à combiner des électrodes source de pertes par absorption et une microcavité laser à haut facteur de qualité susceptibles de réduire le seuil laser.
Pour aborder ces problèmes, notre stratégie consiste à adapter une OLED à une microcavité. Après une étude bibliographique qui a permis de choisir le type de microcavité, nous avons utilisé un modèle informatique basé sur les matrices de transfert pour déterminer le dimensionnement des microcavités Fabry-Pérot à miroirs diélectriques multicouches dont le facteur de qualité peut atteindre 15000. Par la suite, nous avons effectués plusieurs études expérimentales sur l’optimisation des OLED en microcavités. Les résultats obtenus montrent que des OLED optimisées pour un fonctionnement en microcavité présentent une luminescence de 15000 cd/m2 à 1500 mA/cm2 en régime continu. Ces OLED sont ensuite placées en demi cavité c'est à dire sur un miroir diélectrique terminé par une anode transparente et conductrice. Des études sur l’épaisseur optimale et la nature (Al et Al/Ag) de la cathode ont été menées ; et un fort rétrécissement spectral jusqu'à 11 nm (FWHM) a été mesuré. En fin, en utilisant une cavité complète (deux miroirs diélectriques), l'émission de l'OLED présente un fort rétrécissement spectral de 4,6 nm (FWHM). L'excitation électrique avec des impulsions de 50 ns et des densités de courant jusqu'à 25 A/cm2 présente une luminescence jusqu’à 1,7 106cd/m2.


Membres du jury

Valérie Vigneras, IMS, Institut Polytechnique Bordeaux, rapporteur
Georges Zissis, LAPLACE, Université Toulouse III, rapporteur
Bruno Lucas, XLIM, Université de Limoges
Loïc Mager, IPCMS, Université de Strasbourg
Christian Chardonnet, LPL, Université Paris 13
Azzedine Boudrioua, LPL, Université Paris 13, co-directeur de thèse
Alexis Fisher, LPL, Université Paris 13, co-directeur de thèse
Mahmoud Chakaroun, LPL, Université Paris 13
Membre invité
Bernard Geffroy, PICM-CEA, Ecole Polytechnique Paris


Mots clés :
OLED, microcavité, laser organique

Diode électroluminescente organique en microcavité verticale à miroirs diélectriques multicouches



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