Etudes de cristaux liquides colonnaires en solution organique et en ...

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1.2.3.1 Les mésophases colonnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.3.2 Les lyotropes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.3.3 Les chromoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.3.4 Agrégats en solvant organique apolaire . . . . . . . . . . . . 221.3 Les cristaux liquides comme semi-conducteurs dans les cellules photovoltaïques 251.3.1 Mobilité de charges dans les liquides colonnaires . . . . . . . . . . . . 251.3.2 Croissance contrôlée et auto-réparation par recuit dans les cristauxliquides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.3.3 Absorption et propriétés de donneur ou accepteur . . . . . . . . . . . 291.3.4 La fabrication d’une cellule à matériaux colonnaires . . . . . . . . . . 301.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 Etudes préliminaires des films minces par spin coating 332.1 Le choix du matériau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2 Elaboration d’un dépôt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.2.1 L’épaisseur des films . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.1.1 La réflectivité des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.1.2 Le profilomètre mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.1.3 Les couleurs de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.2 Correspondance entre la concentration et l’épaisseur . . . . . . . . . . 372.3 Les films recuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.3.1 Biréfringence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.3.2 Observations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.4 Les films non recuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.5 Longueur de diffusion des excitons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.5.1 Les objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.5.2 Choix du matériau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.5.3 Principe de la mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.5.4 Résultats obtenus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 Etude des cristaux liquides colonnaires en solution 513.1 Le système étudié . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.1 Le choix du cristal liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.2 Le choix des solvants organiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.2 Techniques utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.2.1 La diffusion de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.2.1.1 Expression de la fonction d’autocorrélation du champ électrique 583.2.1.2 Contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2.1.3 Montage expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2.1.4 Préparation des échantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.2.2 La diffraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.2.2.1 Contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.2.2.2 Montage expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.2.2.3 Préparation des échantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.3 Cristal liquide colonnaire en bon solvant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.3.1 Solutions macroscopiques observées optiquement . . . . . . . . . . . . 653.3.2 Diffusion dynamique de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.3.2.1 Etude du premier mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.3.2.2 Etude du second mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.3.2.3 Poids relatif du mode lent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.3.2.4 Influence des ultrasons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.3.2.4.1 Effet sur le second temps . . . . . . . . . . . . . . 713.3.2.4.2 Effet sur le poids relatif du mode lent . . . . . . . . 753.3.3 Diffusion statique de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773.3.4 SAXS : ordre inter-colonnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.3.5 WAXS : ordre liquide intra-colonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.3.6 Cryofracture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.3.6.1 Pourquoi utiliser la cryofracture ? . . . . . . . . . . . . . . . 843.3.6.2 Méthode expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.3.6.3 Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.4 Interprétation de l’agrégation en “bon solvant” . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
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