De nouveaux dérivés fonctionnels du fullerène C60 ont été synthétisés à partir du dianion C602- selon la méthodologie mise au point au Laboratoire :- des dihydrofullerènes C60(CH2CO2R)2 (R = Me, Et). Des cellules photovoltaïques à base de ces dérivés et de MEH-PPV en réseaux interpénétrés montrent de bonnes performances, assez proches de celles obtenues lorsque l'accepteur est le PCBM ;- des dihydrofullerènes fonctionnels dissymétriques C60RR'. Les synthèses correspondantes reposent sur l'exploitation, jusqu'alors non réalisée dans ce but, du mécanisme réactionnel (Kadish-Fukuzumi) de la réaction entre C602- et divers dérivés halogénés ;- un fullerène diol, issu de dérivés du pentaérythritol. Les bons rendements obtenus pour cette synthèse font de ce fullerène diol un nouveau synthon de choix en chimie du fullerène C60.A partir de ce fullerène diol, de nouvelles dyades et triades ont été obtenues, l'entité électro-donneur étant le motif tétrathiafulvalène ou l'anion perchlorotriphénylméthyle. Les propriétés physico-chimiques de ces assemblages covalents donneur-accepteur ont été étudiées (spectroscopies UV-Vis, fluorescence, RPE ; électrochimie ; photophysique). / New functionalized [60]fullerene derivatives have been synthesized starting from C602- anion, following the procedure previously developed in our Laboratory :- dihydrofullerenes C60(CH2CO2R)2 (R = Me, Et). Solar cells have been built using a mixture of these compounds and MEH-PPV in interpenetrating network and they exhibit good photovoltaic characteristics, which are close to those obtained when the acceptor is PCBM ;- functionalized dissymmetric dihydrofullerenes C60RR'. The corresponding syntheses lie upon a new interpretation of the Kadish-Fukuzumi mechanism, so far unexplored in this way, associated with the reaction between C602- and various halogeno derivatives ;- a fullerene diol, issued from pentaerythritol derivatives. Thanks to good yields observed in this synthesis, this fullerene diol appears to be a new promising building block in fullerene chemistry.Starting from the latter diol, new C60-based dyads and triads have been obtained, the electron donor moiety being the tetrathiafulvalene core or the perchlorotriphenylmethyl anion. The physico-chemical properties of these donor-acceptor covalent assemblies have been studied (UV-Vis, fluorescence, ESR spectroscopic methods ; electrochemistry ; photophysics).

Le diagramme des phases du C60 continue d'être un sujet de discussion et de controverse, malgré la grande quantité de travaux expérimentaux et théoriques fait au fil des ans. Ceci est principalement dû au manque d'études in situ, a l'existence d´états désordonnés présentant des pics de diffraction très mal résolus et à la coexistence de plusieurs polytypes de faible densité. Ce manuscrit présente une étude systématique in situ des transformations hétérogènes du C60 sous haute pression et haute température dans la gamme 1-10 GPa et 300-1200 K. Afin de discriminer les poly(a)morphes de densité similaire dans des échantillons hétérogènes, nous avons utilisé une combinaison de micro-diffraction et micro-tomographie. Les échantillons ont été synthétisés dans une cellule Paris-Edimbourg et caractérisés à l'aide de diffraction des rayons X in situ en dispersion angulaire. Des images tridimensionnels à haute résolution ont été obtenus sur des échantillons trempés par la méthode de micro-tomographie de diffraction/diffusion. Cette méthode permet l'analyse 3D de l'intensité de diffusion reconstruite à partir de séries de projections 2D. Une telle analyse est non destructive et offre une grande sensibilité (0,1% en volume), une haute résolution spatiale (μm3) et peut être multimodale, fournissant des données quantitatives sur la morphologie, la densité, la composition élémentaire ou la structure des matériaux. En outre, nous décrivons le développement d´un système de micro-tomographie in situ sous haute pression et haute température en utilisant une nouvelle cellule rotative Paris-Edimbourg (RoToPEC), combinée avec le rayonnement synchrotron. La capacité à tourner complètement la chambre de l'échantillon sous charge, surmonte la contrainte d'ouverture angulaire limitée des cellules ordinaires et permet l'acquisition de projections tomographiques pour l'imagerie de plein champ ainsi que pour l'imagerie par micro-diffraction. Cette méthode innovante permet l´étude des matériaux sous conditions extrêmes de pression, température ou stress, et pourra être appliquée dans des domaines variés tels que la physique, la chimie, la science des matériaux ou la géologie. Le potentiel de cette nouvelle technique expérimentale est démontré par l'étude de la polymérisation de C60 sous haute-pression et haute température. Mots-clés: C60, diagramme de phase, diffraction, micro-tomographie, haute pression et haute température / The C60 reaction diagram continues to be a subject of discussion and controversy, despite the vast amount of experimental and theoretical work done over the years. This is mainly due the lack of in situ studies, the highly disordered-states showing poorly resolved diffraction peaks and the coexistence of several low-density polytypes. This manuscript presents a systematic in situ study of high-pressure–high-temperature forms C60 in the range of 1-10 GPa and 300-1200 K. In order to discriminate poly(a)morphs with similar densities in heterogeneous samples, we used a combination of microdiffraction and microtromography. The samples were synthesized in a Paris-Edinburgh cell and characterized using in situ angular dispersive X-ray diffraction. Three-dimensional submicron images were obtained on quenched samples using diffraction/scattering microtomography. This method provides 3D analysis of the scattering intensity reconstructed from sets of 2D microdiffraction projections. Such analysis is non-destructive and provides high sensitivity (0.1% volume), high spatial resolution (µm3) and can be multi-modal providing quantitative information on the morphology, density, elemental composition or structure of materials. Additionally, we describe the development of in situ high-pressure–high-temperature microtomography using a new rotating Paris-Edinburgh cell (RoToPEC) combined with synchrotron radiation. The ability to fully rotate the sample chamber under load, overcomes the limited angular aperture of ordinary high-pressure cells for acquiring tomographic projections in both, full-field imaging or microdiffraction modes. This innovative method enables dynamic studies of materials under extreme pressure-temperature-stress conditions, impacting areas such as physics, chemistry, materials science or geology. The potential of this new experimental technique is demonstrated on the in situ investigation of of high-pressure–high-temperature polymerization of C60 . Keywords: C60, phase diagram, diffraction, microtomography, high-pressure–high-temperature

The search for new materials for hydrogen storage is important for the development of future hydrogen energy applications. In this Thesis, it is shown that new materials with interesting properties can be synthesized by the reaction of hydrogen with various nanocarbon precursors. The thesis consists of two parts. The first part is devoted to studies of hydrogen storage in some metal-organic frameworks (MOFs) and nanostructured carbon materials, while the second part describes synthesis of new materials by the reaction of hydrogen gas with various carbon materials (i.e. fullerene C60, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), and fullerene C60 encapsulated inside SWCNTs (C60@SWCNTs)). Hydrogen adsorption was measured for a set of Zn- and Co-based MOFs at near ambient temperatures. MOFs synthesized using different metal clusters and organic connecting ligands allowed to study effects of different surface area, pore volume, and pore shapes on hydrogen storage parameters. Hydrogen adsorption values in the studied MOFs correlated well with surface area and pore volume but did not exceed 0,75wt.%. Therefore, new methods to improve the hydrogen storage capacity in MOFs were investigated. The addition of metal catalysts was previously reported to improve significantly hydrogen storage in MOFs. In this thesis the effect of Pt catalyst addition on hydrogen adsorption in MOF-5 was not confirmed. Contrary to previous reports, hydrogen adsorption in MOF-5 mixed/modified with Pt catalysts had fast kinetics, correlated well with surface area, and was on the same level as for unmodified MOF-5. New nanostructured carbon materials were synthesized by the reaction between fullerene C60 and coronene/anthracene. Despite negligible surface area these materials adsorbed up to 0,45wt.% of hydrogen at ambient temperatures. The reaction of fullerene C60 with hydrogen gas was studied at elevated temperatures and hydrogen pressures. In situ gravimetric monitoring of the reaction was performed in a broad temperature interval with/without addition of metal catalysts (i.e. Pt and Ni). The reaction resulted in synthesis of hydrogenated fullerenes C60Hx (with x≤56) followed by fullerene cage fragmentation and collapse upon prolonged duration of hydrogen treatment. Possible mechanisms of C60 hydrogenation and fragmentation were discussed. It is demonstrated that reaction of SWCNTs with hydrogen gas at elevated temperatures and hydrogen pressures can be used for nanotube opening, purification from amorphous carbon, side-wall hydrogenation, and partial unzipping of SWCNTs. Some graphene nanoribbons (GNRs) were synthesized as the result of SWCNTs unzipping. A surprising ability of hydrogen to penetrate inside SWNTs and to react with encapsulated fullerene C60 was demonstrated. / Sökandet efter nya material för vätelagring är viktigt för utveckling av framtida väteenergitillämpningar. I denna avhandling visas att nya material med intressanta egenskaper kan syntetiseras genom reaktion av väte med olika nanokolprekursorer. Avhandlingen består av två delar. Den första delen ägnas åt studier av vätelagring i vissa metall-organiska fackverk (så kallade MOFs) och nanostrukturerade kolmaterial medan den andra delen beskriver syntes av nya material genom reaktion av vätgas med olika kolmaterial (dvs. fulleren C60, enkelväggiga kolnanorör (SWCNTs) och fulleren C60 kapslat i SWCNTs (C60 @ SWCNTs)). Väteadsorptionen mättes för ett antal Zn- och Co-baserade MOFs vid rumstemperatur. MOFs syntetiserades med hjälp av olika metallkluster och organiska ligander för att studera effekterna av olika yta, porvolym och porformer på vätelagringsparametrarna. Väteadsorptionsvärden i de studerade MOFs korrelerade väl med yta och porvolym, men översteg inte 0,75wt.%. Därför undersöktes nya metoder för att förbättra kapaciteten för vätelagring i MOFs. Tillsättning av metallkatalysatorer har tidigare rapporterats avsevärt förbättra vätelagring i MOFs. I denna avhandling kunde effekten av en tillsats av Pt-katalysator på väteadsorption i MOF-5 inte bekräftas. I motsats till tidigare rapporter hade väteadsorption i MOF-5 blandad/modifierad med Pt-katalysatorer snabb kinetik och korrelerade väl med arean, men var på samma nivå som för omodifierad MOF-5. Nya nanostrukturerade kolmaterial syntetiserades genom reaktion mellan fulleren C60 och coronene/antracene. Trots försumbar yta adsorberade dessa material upp till 0,45wt.% väte vid rumstemperatur. Reaktionen av fulleren C60 med vätgas studerades vid förhöjda temperaturer och vätetryck. In situ gravimetrisk övervakning av reaktionen utfördes i ett brett temperaturintervall med/utan tillsats av metallkatalysatorer (dvs. Pt och Ni). Reaktionen resulterade i syntes av hydrogenerade fullerener C60Hx (med x≤56) följt av fragmentering och kollaps av fullerenstrukturen vid förlängd varaktighet av vätebehandlingen. Möjliga mekanismer för hydrering och fragmentering av C60 diskuteras. Det har visats att reaktionen mellan SWCNTs och vätgas vid förhöjda temperaturer och vätetryck kan användas för öppning av nanorör, borttagning av amorft kol, funktionalisering av sidoväggar och partiell "blixtlåsöppning" av SWCNTs. Reaktionen kan också syntetisera grafen-nanoband (GNRs) som en följd av att SWCNTs öppnas på längden. En överraskande stor förmåga för väte att tränga in i SWNT och där reagera med inkapslade fullerenmolekyler C60 demonstrerades.

A long-term goal within the field of organic electronics has been to developflexible and functional devices, which can be processed and patterned withlow-cost and energy-efficient solution-based methods. This thesis presents anumber of functional paths towards the attainment of this goal via thedevelopment and demonstration of novel fabrication and patterningmethods involving the important organic-semiconductor family termedfullerenes.Fullerenes are soccer-shaped small molecules, with two often-employedexamples being the symmetric C60 molecule and its more soluble derivative[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM). We show that PCBM canbe photochemically transformed into a dimeric state in a bi-excited reactionprocess, and that the exposed material features a significantly reducedsolubility in common solvents as well as an effectively retained electronmobility. This attractive combination of material properties allows for adirect and resist-free lithographic patterning of electronic PCBM films downto a smallest feature size of 1 µm, using a simple and scalable two-stepprocess constituting light exposure and solution development. In a furtherdevelopment, it was shown that the two-step method was useful also in thearea-selective transformation of fullerene/conjugated-polymer blend films,as demonstrated through the realization of a functional complementary logiccircuit comprising a 5-stage ring oscillator.In another project, we have synthesized highly flexible, single-crystal C60nanorods with a solution-based self-assembly process termed liquid-liquidinterfacial precipitation. The 1-dimensional nanorods can be deposited fromtheir synthesis solution and employed as the active material in field-effecttransistor devices. Here, it was revealed that the as-fabricated nanorods canfeature an impressive electron mobility of 1.0 cm2 V-1 s-1, which is on par withthe performance of a work horse in the transistor field, viz. vacuumdeposited amorphous Si. We further demonstrated that the processability ofthe nanorods can be improved by a tuned light-exposure treatment, duringwhich the nanorod shell is polymerized while the high-mobility interior bulkis left intact. This has the desired consequence that stabile nanoroddispersions can be prepared in a wide range of solvents, and we anticipatethat functional electronic devices based on solution-processable nanorodscan be realized in a near future.

Le diagramme des phases du C60 continue d'être un sujet de discussion et de controverse, malgré la grande quantité de travaux expérimentaux et théoriques fait au fil des ans. Ceci est principalement dû au manque d'études in situ, a l'existence d'états désordonnés présentant des pics de diffraction très mal résolus et à la coexistence de plusieurs polytypes de faible densité. Ce manuscrit présente une étude systématique in situ des transformations hétérogènes du C60 sous haute pression et haute température dans la gamme 1-10 GPa et 300-1200 K. Afin de discriminer les poly(a)morphes de densité similaire dans des échantillons hétérogènes, nous avons utilisé une combinaison de micro-diffraction et micro-tomographie. Les échantillons ont été synthétisés dans une cellule Paris-Edimbourg et caractérisés à l'aide de diffraction des rayons X in situ en dispersion angulaire. Des images tridimensionnels à haute résolution ont été obtenus sur des échantillons trempés par la méthode de micro-tomographie de diffraction/diffusion. Cette méthode permet l'analyse 3D de l'intensité de diffusion reconstruite à partir de séries de projections 2D. Une telle analyse est non destructive et offre une grande sensibilité (0,1% en volume), une haute résolution spatiale (μm3) et peut être multimodale, fournissant des données quantitatives sur la morphologie, la densité, la composition élémentaire ou la structure des matériaux. En outre, nous décrivons le développement d'un système de micro-tomographie in situ sous haute pression et haute température en utilisant une nouvelle cellule rotative Paris-Edimbourg (RoToPEC), combinée avec le rayonnement synchrotron. La capacité à tourner complètement la chambre de l'échantillon sous charge, surmonte la contrainte d'ouverture angulaire limitée des cellules ordinaires et permet l'acquisition de projections tomographiques pour l'imagerie de plein champ ainsi que pour l'imagerie par micro-diffraction. Cette méthode innovante permet l'étude des matériaux sous conditions extrêmes de pression, température ou stress, et pourra être appliquée dans des domaines variés tels que la physique, la chimie, la science des matériaux ou la géologie. Le potentiel de cette nouvelle technique expérimentale est démontré par l'étude de la polymérisation de C60 sous haute-pression et haute température. Mots-clés: C60, diagramme de phase, diffraction, micro-tomographie, haute pression et haute température

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第17539号 / 工博第3698号 / 新制||工||1563(附属図書館) / 30305 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 田中 宏明, 教授 米田 稔, 教授 伊藤 禎彦 / 学位規則第4条第1項該当

A high performance vertical organic transistor based on the organic semiconductor C60 is developed in this work. The sandwich geometry of this transistor, well known from organic light-emitting diodes or organic solar cells, allows for a short transfer length of charge carriers in vertical direction. In comparison to conventional organic field-effect transistors with lateral current flow, much smaller channel lengths are reached, even if low resolution and low-cost shadow masks are used. As a result, the transistor operates at low voltages (1 V), drives current densities in the range of 10 A/cm², and enables a switching speed in the MHz range. The operation mechanism is studied in detail. It is demonstrated that the transistor can be described by a nano-porous permeable base electrode insulated by a thin native aluminum oxide film on its surface. Thus, the transistor has to be understood as two metal-oxide-semiconductor diodes, sharing a common electrode, the base. Upon applying a bias to the base, charges accumulate in front of the oxide, similar to the channel formation in a field-effect transistor. Due to the increased conductivity in this region, charges are efficiently transported toward and through the pinholes of the base electrode, realizing a high charge carrier transmission. Thus, even a low concentration of openings in the base electrode is sufficient to ensure large transmission currents. The device concept turns out to be ideal for applications where high transconductance and high operation frequency are needed, e.g. in analog amplifier circuits. The full potential of the transistor is obtained if the active area is structured by an insulating layer in order to perfectly align the three electrodes. Besides that, molecular doping near the charge injecting contact is essential to minimize the contact resistance. Due to the high power density in the vertical C60 transistor, Joule self-heating occurs, which is discussed in this work in the context of organic semiconductors. The large activation energies of the electrical conductivity observed cause the presence of S-shaped current-voltage characteristics and result in thermal switching as well as negative differential resistances, as demonstrated for several two-terminal devices. A detailed understanding of these processes is important to determine restrictions and proceed with further optimizations. / In dieser Arbeit wird ein vertikaler organischer Transistor mit hoher Leistungsfähigkeit vorgestellt, der auf dem organischen Halbleiter C60 basiert. Die von organischen Leuchtdioden und organischen Solarzellen bekannte \'Sandwich’-Geometrie wird verwendet, so dass es möglich ist, für die vertikale Stromrichtung kurze Transferlängen der Ladungsträger zu erreichen. Im Vergleich zum konventionellen organischen Feldeffekttransistor mit lateralem Stromfluss werden dadurch viel kleinere Kanallängen erreicht, selbst wenn preisgünstige Schattenmasken mit geringer Auflösung für die thermische Verdampfung im Vakuum genutzt werden. Daher kann der Transistor bei einer Betriebsspannung von 1 V Stromdichten im Bereich von 10 A/cm² und Schaltgeschwindigkeiten im MHz-Bereich erreichen. Obwohl diese Technologie vielversprechend ist, fehlt bislang ein umfassendes Verständnis des Funktionsmechanismus. Hier wird gezeigt, dass der Transistor eine nanoporöse Basiselektrode hat, die durch ein natives Oxid auf ihrer Oberfläche elektrisch isoliert ist. Daher kann das Bauelement als zwei Metall-Oxid-Halbleiter-Dioden verstanden werden, die sich eine gemeinsame Elektrode, die Basis, teilen. Unter Spannung akkumulieren Ladungsträger vor dem Oxid, ähnlich zur Ausbildung eines Ladungsträgerkanals im Feldeffekttransistor. Aufgrund der erhöhten Leitfähigkeit in dieser Region werden Ladungsträger effizient zu und durch die Öffnungen der Basis transportiert, was zu hohen Ladungsträgertransmissionen führt. Selbst bei einer geringen Konzentration von Löchern in der Basiselektrode werden so hohe Transmissionsströme erzielt. Das Bauelementkonzept ist ideal für Anwendungen, in denen eine hohe Transkonduktanz und eine hohe Schaltgeschwindigkeit erreicht werden soll, z.B. in analogen Schaltkreisen, die kleine Signale verarbeiten. Das volle Potential des Transistors offenbart sich jedoch, wenn die aktive Fläche durch eine Isolatorschicht strukturiert wird, um den Überlapp der drei Elektroden zu optimieren, so dass Leckströme minimiert werden. Daneben ist die Dotierung der Molekülschichten am Emitter essentiell, um Kontaktwiderstände zu vermeiden. Aufgrund der hohen Leistungsdichten in den vertikalen C60-Transistoren kommt es zur Selbsterwärmung, die in dieser Arbeit im Kontext organischen Halbleiter diskutiert wird. Die große Aktivierungsenergie der Leitfähigkeit führt zu S-förmigen Strom-Spannungs-Kennlinien und hat thermisches Umschalten sowie negative differentielle Widerstände zur Folge, was für verschiedene Bauelemente demonstriert wird. Ein detailliertes Verständnis dieser Prozesse ist wichtig, um Beschränkungen für Anwendungen zu erkennen und um entsprechende Verbesserungen einzuführen.

Le diagramme des phases du C60 continue d'être un sujet de discussion et de controverse, malgré la grande quantité de travaux expérimentaux et théoriques fait au fil des ans. Ceci est principalement dû au manque d'études in situ, a l'existence d'états désordonnés présentant des pics de diffraction très mal résolus et à la coexistence de plusieurs polytypes de faible densité. Ce manuscrit présente une étude systématique in situ des transformations hétérogènes du C60 sous haute pression et haute température dans la gamme 1-10 GPa et 300-1200 K. Afin de discriminer les poly(a)morphes de densité similaire dans des échantillons hétérogènes, nous avons utilisé une combinaison de micro-diffraction et micro-tomographie. Les échantillons ont été synthétisés dans une cellule Paris-Edimbourg et caractérisés à l'aide de diffraction des rayons X in situ en dispersion angulaire. Des images tridimensionnels à haute résolution ont été obtenus sur des échantillons trempés par la méthode de micro-tomographie de diffraction/diffusion. Cette méthode permet l'analyse 3D de l'intensité de diffusion reconstruite à partir de séries de projections 2D. Une telle analyse est non destructive et offre une grande sensibilité (0,1% en volume), une haute résolution spatiale (μm3) et peut être multimodale, fournissant des données quantitatives sur la morphologie, la densité, la composition élémentaire ou la structure des matériaux. En outre, nous décrivons le développement d'un système de micro-tomographie in situ sous haute pression et haute température en utilisant une nouvelle cellule rotative Paris-Edimbourg (RoToPEC), combinée avec le rayonnement synchrotron. La capacité à tourner complètement la chambre de l'échantillon sous charge, surmonte la contrainte d'ouverture angulaire limitée des cellules ordinaires et permet l'acquisition de projections tomographiques pour l'imagerie de plein champ ainsi que pour l'imagerie par micro-diffraction. Cette méthode innovante permet l'étude des matériaux sous conditions extrêmes de pression, température ou stress, et pourra être appliquée dans des domaines variés tels que la physique, la chimie, la science des matériaux ou la géologie. Le potentiel de cette nouvelle technique expérimentale est démontré par l'étude de la polymérisation de C60 sous haute-pression et haute température. Mots-clés: C60, diagramme de phase, diffraction, micro-tomographie, haute pression et haute température

Interest in effects of carbonaceous particles in the atmosphere has recently taken an upswing due to knowledge of how these particles affect our environment. Carbonaceous aerosols are characterized by their dark color, giving them the ability to absorb both incoming and outgoing radiation of all wavelengths in the atmosphere. If these particles are deposited on snow or ice they blacken the surface, with an increased rate of melting as a consequence. These particles play a significant role in climate change and it is important to characterize the particles in order to determine their environmental impact and their origin. In this thesis, two non-destructive dielectric measurement approaches for characterizing carbonaceous particles at microwave frequencies were explored: measurements with an impedance analyzer and measurements using a cavity resonator. Measurements were carried out on quartz filters containing concentrations of carbon normally found in snow in northern Scandinavia. To validate the carbon concentration on the filters a field trip to northern Sweden was conducted. Snow samples were collected and analyzed in regards of carbon content, confirming that the amount of carbon on the filters were accurate. The impedance analyzer showed great uncertainty and the results were not precise enough to determine the credibility of the approach. Measurements with the cavity resonator showed some promising results due to its extreme sensitivity but require adjustments to distinguish different particle types from each other. Thus, it is expected that the use of a cavity resonator operating at microwave frequencies will become an applicable method for characterizing carbonaceous particles in the future.

L'objectif de cette thèse était de démontrer les potentialités de l'impression à jet d'encre pour le pilotage d'une HLED contenant des clusters métalliques phosphorescents dans le rouges, par des transistors organiques à effet de champs. Pour atteindre ce but, le projet a été divisé en deux parties : I) La fabrication et l'optimisation de transistors organiques de type n par photolithographie puis le transfert technologique vers l'impression à jet d'encre. II) Parallèlement au développement des transistors, je me suis attaché à la conception de matériaux hybrides luminescents pour la réalisation d'HLED. Pour la partie transistor, nous avons obtenu une meilleure compréhension des facteurs influençant l'injection de charges mais aussi la stabilité électrique pour un transistor de géométrie grille basse/contacts bas avec le fullerène C60 évaporé. Nous avons démontré que la résistance de contact est d'une part gouvernée par la morphologie du SCO au niveau des électrodes et d'autre part indépendante du travail de sortie du métal. En outre, nous avons vu que la stabilité électrique des transistors est fortement impactée par la nature du contact source et drain. L'optimisation des transistors fabriqués par photolithographie, qui a essentiellement consisté à modifier les interfaces, nous a permis de développer des transistors de type n performants avec des mobilités à effet de champ saturées allant jusqu'à 1,5 cm2/V.s pour une température maximum de procédé de 115 °C. Le transfert vers un transistor fabriqué par impression à jet d'encre a ensuite été effectué. Nous avons ensuite démontré que les morphologies de l'électrode de grille et de l'isolant, fabriqués par impression à jet d'encre, ont un impact négligeable sur les performances des transistors. Pour notre structure imprimée, l'injection de charges aux électrodes S/D est en fait le facteur clé pour la réalisation de transistors performants. Finalement, des matériaux phosphorescents rouges à base de cluster métalliques octaédrique de molybdène ont été développés. Le copolymère hybride résultant présentait un rendement quantique de photoluminescence de 51 %. La réalisation de l'HLED a ensuite été effectuée par combinaison d'une LED bleue commercial et du copolymère dopé avec des clusters octaédriques de molybdène pour des applications possibles en biologie ou dans l'éclairage. / The objective of this thesis was to demonstrate the potentialities of inkjet printing for driving an HLED containing red phosphorescent metallic clusters, with organic field effect transistors. To achieve this goal, the project was divided into two parts: I) The fabrication and optimization of n-type organic transistors by photolithography and then transfer to inkjet printing. II) Parallel to the development of transistors, I focused on designing luminescent hybrid materials for HLED realization. Concerning transistors, we obtained a better understanding of the factors influencing the charge injection but also the electrical stability for bottom gate/ bottom contact geometry transistor with evaporated C60 semiconductor. We have demonstrated that the contact resistance is on the one hand governed by the morphology of the SCO at the electrodes and on the other hand independent of the metal work function. In addition, we have observed that transistors electrical stability of is strongly impacted by the source and drain contact nature. The optimization of photolithography transistors, which essentially consisted of modifying the interfaces, allowed us to develop efficient n-type transistors with saturated field effect mobilities of up to 1.5 cm2/V.s for a maximal process temperature of 115 °C. The technological transfer to inkjet printed transistors was then performed. We then demonstrated that gate electrode and insulator morphologies deposited by inkjet printing, have a negligible impact on transistors performances. For our printed structure, charges injection at the S/D electrodes is in fact the key factor for high performance transistors realization. Finally, red phosphorescent materials based on molybdenum octahedral metal cluster have been developed. The resulting hybrid copolymer showed photoluminescence quantum yield up to 51%. The realization of the HLED was then carried out by combining a commercial blue LED and the copolymer doped with octahedral molybdenum clusters for possible applications in biology or lighting.