Nous étudions les acènes avec le modèle de fonction d'onde électronique fortement corrélé Jastrow antisymmetrized geminal power (JAGP) par Monte Carlo quantique (QMC). Ces méthodes permettent d'optimiser les fonctions JAGP de façon variationnelle (minimisation énergétique), et d'accéder à l'énergie de leur niveau fondamental électronique si les nœuds de leur fonction d'onde sont bien définis. En modulant la liberté variationnelle des formes JAGP nous étudions leurs propriétés électroniques en fonction de la qualité de la fonction d'onde. Nous obtenons ainsi des résultats en faveur d'un caractère fortement résonant mais étalé sur plusieurs états, incompatible avec la présence précédemment supposée de couches ouvertes, et le constat de biais induits par un niveau trop faible de liberté variationnelle. Par relaxation structurale effectuée en QMC sur des fonctions de différentes qualité nous montrons que les géométries des acènes sont très couplées à la structure électronique. Nous pouvons envisager d'étendre cette étude aux hydrocarbures polycycliques aromatiques à l'allure de nanorubans de graphène d'épaisseur croissante afin d'étudier de possible corrélations entre sextets de Clar et l'évolution de leurs propriétés électroniques et spintroniques. / We study the family of acenes by means of quantum Monte Carlo methods (QMC) based on a Jastrow correlated antisymmetrized geminal power (JAGP) wave function. Those methods allows for JAGP optimization in a variational manner (energy minimisation) and for ground state energy evaluations when the wave function nodes are well defined. By tuning the variational freedom of JAGP wave functions we study their electronic properties as a function of the wave function quality. We thus obtain results in favour of a highly resonating character, but smeared on many states, incompatible with a previously supposed open shell character. The study also demonstrates that a too low variational freedom induces high bias in the electronic description. By QMC structural relaxation on wave functions of various quality we demonstrate that the acenes geometry is highly coupled to their electronic structure.We can consider extending this study to general polycyclic aromatic hydrocarbons similar to graphene nanoribbons of growing thickness to investigate possible correlations between Clar sextets et their electronic and spintronic properties.

Les semiconducteurs organiques (OSC) tels que les composés organiques photovoltaïques (OPVs), les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) ou encore les transistors organiques à effet de champ (OFETs) constituent un domaine de recherche très attractif en raison de leur potentiel en tant que couches actives dans les dispositifs optoélectroniques. Les composés aromatiques polycycliques ainsi que les hétéroaromatiques sont considérés comme des matériaux prometteurs pour les OSC en raison de leurs conductivités électriques potentielles, de leurs propriétés optiques ainsi que de leurs assemblages géométriques. Ces deux systèmes et leurs propriétés photophysiques ont été étudiés dans les trois chapitres de cette thèse. Dans le premier chapitre, une étude sur un ensemble d'acènes linéaires, angulaires et condensés consistant en des liens hétéroatomes avec des agrégations uniques a été décrite et analysée. Les hétéroacènes N-fusionnés angulaires et π-étendus sont la classe principale étudiée dans le deuxième chapitre. Leurs synthèses sont basées sur la réaction de couplage de Suzuki-Miyaura et la réaction de Cadogan. Outre les acènes et les hétéroacènes N-fusionnés, les N-hétéroaromatiques ont fait l'objet d'une attention particulière dans le domaine de matériaux. L'un d'entre eux est la classe des quinazolines utilisées comme partie acceptrice d'électrons dans les structures push-pull pour le transfert de charge intramoléculaire (TCI). L'étude des relations entre les structures dérivées du motif quinazoline de type donneur d'électron-accepteur-donneur (D-A-D) et leurs propriétés de photoluminescence est le principal travail mentionné dans le troisième chapitre. / Organic semiconductors (OSCs) are a highly attractive research field due to their potentials as active layers in optoelectronic devices such as organic field-effect transistors (OFETs), organic photovoltaic (OPVs) and organic light emitting diodes (OLEDs). Polycyclic aromatic compounds as well as heteroaromatics are considered as promising materials for OSCs due to their semi conductivity properties, optical properties and geometric structures. The mentioned systems and their photophysical properties were investigated in three chapters of my thesis. In the first chapter, a study on a set of linear, angular and condensed acenes consisting of heteroatom linkages with unique aggregations was described and analyzed. The angular and π-extended N-fused heteroacenes are the main class studied in the second chapter. Their synthesis is based on the Suzuki-Miyaura coupling and the Cadogan reactions. Besides acenes and N-fused heteroacenes, N-heteroaromatics have gained attention in material area. One of them is the quinazoline class that is known as an electron withdrawing unit in push-pull structures for intramolecular charge transfer (ICT). The investigation of the relationships between the electron donor-acceptor-donor (D-A-D) quinazoline-based structures and their photoluminescence properties is the main work mentioned in the third chapter.