Spectroscopie linéaire et non-linéaire de polymères conducteurs dans le domaine térahertz

Abstract

Ces travaux de thèse portent sur l'étude des mécanismes de transport de charges au sein des polymères conducteurs PEDOT/PSS et PEDOT/PSTFSIK dans le domaine térahertz (THz). Ces polymères conducteurs viennent du LCPO.En premier lieu, nous avons étudié les propriétés intrinsèques de ces matériaux dans le domaine THz à partir d'une expérience de spectroscopie THz-TDS. Ceci a permis d'une part de montrer que la transmission des deux polymères est quasi-constante sur la plage de fréquences considérées et d'autre part que la conductivité intrinsèque du PEDOT/PSS est plus importante que celle du PEDOT/PSTFSIK. Ce dernier résultat a été obtenu en ajustant les données de conductivité par deux modèles de conduction bien distincts. Le premier est le modèle de Drude-Smith qui étend le modèle de Drude par l'ajout d'un coefficient de piégeage, il ne possède que peu de paramètres ajustables. Le second, le modèle de Dyre, permet de prendre en compte la structure en grains des polymères conducteurs. Il possède néanmoins un grand nombre de paramètres ajustables. Les mesures de conductivité en régime continu obtenues à partir des modèles sont en accord avec les mesures effectuées au LCPO.Nous avons ensuite caractérisé le comportement des polymères conducteurs PEDOT/PSS et PEDOT/PSTFSIK soumis à une impulsion femtoseconde centrée dans la bande bipolaronique de ces matériaux en plus de l'impulsion THz déjà présente. En utilisant les modèles de Drude-Smith et de Dyre, nous avons pu étudier le changement de conductivité induit par l'impulsion femtoseconde dans le domaine THz en supposant que les paramètres ajustables des modèles dépendent maintenant du délai entre l'impulsion femtoseconde et l'impulsion THz.Finalement, en étudiant les réponses du PEDOT/PSS et du PEDOT/PSTFSIK pour différentes intensités de pompe dans le cadre d'une expérience tout-optique où à on a pompé dans la bande bipolaronique et où on a sondé dans la bande polaronique des polymères conducteurs, on a pu échafauder un scénario plausible pour l'impact de la pompe optique dans ces matériaux.