Jonction moléculaire, Mécanisme de transport, DFT, DFTB, NEGF, Facteur d'atténuation, BisThiénylBenzène (BTB), Fisher Lee, Rectification, FIREBALL, Gaussian (Logiciel)

Le sujet de cette thèse porte sur le développement d'outils de chimie quantique pour l'étude des propriétés de transports de systèmes moléculaires π-conjugués pris en sandwich entre deux électrodes conductrices. L'approche Fisher-Lee mieux adaptée à l'étude de ces jonctions a été implémentée dans le code de calcul DFTB FIREBALL et associée à la méthode des fonctions de Green hors équilibre couplée à la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT+NEGF). Cette approche a été utilisée pour déterminer la variation de la conductance d'oligomères de BTB (BisThiénylBenzène) et prédire le mécanisme de transport des porteurs de charge. Les résultats obtenus sont en très bon accord avec les mesures expérimentales. Une nouvelle méthodologie basée sur un schéma de transport de porteurs de charge par sauts successifs sur les unités moléculaires a été développée et mise en regard avec le schéma classique de saut direct entre les deux électrodes. Cette méthodologie a permis de prédire les longueurs de transition de régime de transport en fonction de la longueur de la jonction. Cette nouvelle méthode donne également la possibilité d'explorer en théorie les propriétés de rectification du courant en fonction du potentiel appliqué entre les électrodes.Ces méthodes et approches ont été assemblées dans un nouveau code de transport nommé FROGtrans qui a été interfacé avec le logiciel Gaussian largement utilisé dans la communauté. Ce nouveau code permet de tirer profit des larges choix de fonctionnelles DFT, des multiples bases de fonction, des modèles de solvatation implicites. Ce code ouvre aussi la perspective d'accéder aux propriétés à l'état excité des systèmes photo actifs.