Colloque

Paramètres essentiels à la photoactivité de la phtalocyanine de chloroaluminium

François Santerre

J. P. Dodelet

Roland Côté

Membre a labase

François Santerre

Résumé du colloque

Des films minces de divers semiconducteurs organiques (PcAlCl, PcGaCl, PcInCl) sont déposés sous vide sur des substrats conducteurs maintenus à des températures de -130 C à 190 C. Il est alors possible d'obtenir des films amorphes ou polycristallins. Ces films sont immergés dans des solutions acides (pH=3.0) de KI3/KI ou de KCl et ces deux traitements améliorent grandement la photoactivité de la PcAlCl. Des photocourants de 0.3 ± 0.1 mA/cm2 et de 0.75 ± 0.25 mA/cm2 sont obtenus respectivement pour ces deux traitements, sous une illumination polychromatique de 35 mW/cm2. Aucune augmentation de la photoactivité n'est observée pour la PcGaCl et la PcInCl après les mêmes traitements. Ces deux composés offrent respectivement des photocourants maximum de 0.15 ± 0.03 mA/cm2 et de 0.20 ± 0.02 mA/cm2 dans la même gamme de température de substrat. L'hydrolyse du lien chlore-métal est un prérequis à la transformation physico-chimique menant à une photoactivité accrue. Dans les solutions acides mentionnées ci-haut, le film de PcAlCl s'hydrolyse en profondeur seulement si l'ion H3O+ et un anion diffusent de la solution jusque dans le matériau du film. Un large ion comme I3- ne peut ainsi pénétrer dans un film polycristallin de PcAlCl maintenu à 180 C durant le dépôt mais peut diffuser dans un film du même matériau déposé à plus basse température de substrat donc plus amorphe. Les phtalocyanines mentionnée ci-haut et la PcAlBr sont utilisées sous forme de poudres pour quantifier l'incorporation des anions dans ces matériaux. Après hydrolyse complète de poudres de PcAlBr et de films de PcAlCl, entre 50 à 85% des anions générés dans le film par hydrolyse ou ayant diffusé de la solution jusque dans le film y demeurent. C'est donc dire que 50 à 85% des protons libérés par l'hydrolyse protonnent les macrocycles ou réagissent avec la Pc+O2- déjà présente dans le film. Dans les deux cas, les anions neutralisent l'excès de charges positives. L'eau s'incorpore également dans les films. La présence de phtalocyanines protonnées, d'anions et de H2O dans ce qui est maintenant de la PcAlOH (après hydrolyse de la PcAlCl) modifie la structure du matériau ainsi que sa photoactivité.

Contexte

Section :

Physique

Thème du colloque :

Physique

Hôte : Université McGill

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