Matériaux Nanohybrides à Large Bande Interdite: Études de Synthèses, Propriétés et Applications - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Large Band gap Nanohybrid Materials: Study of their Syntheses, Properties and Applications.

Matériaux Nanohybrides à Large Bande Interdite: Études de Synthèses, Propriétés et Applications

Résumé

My thesis consists on the design of dye-functionalized ZnO nanoparticles and the investigation of their optical and morphological properties, and electronical interactions between the inorganic ZnO and the organic dye molecules. We produced Nanohybrids based on spherical and rod-like ZnO templates via two routes: Femtosecond laser ablation in liquid medium and Solution-based chemical procedures. Spherical particles of few nanometers were generated by laser ablation revealing by photoluminescence the effect of quantum confinement due to size reduction. Excitation exchange from the ablated ZnO core towards the grafted dye molecules is detected via one- and two-photon excitations. The chemically-synthesized ZnO rod-growth occurs through Oswald repining and oriented attachment. These growth modes were monitored depending on synthesis time reaction and reactant nature by the High Resolution Transmission Electron Microscope (HRTEM). Optical properties of the hybrid samples strongly depend on the ZnO shapes as well as on the adsorbed dye type and concentration. We were able to engineer the band gap of the small ZnO particles in the nanohybrid matrices simply upon varying the dye concentration. We showed thus the quantum confinement effect through induced charged layers in the ZnO due to the adsorbed porphyrin dyes of COOH anchoring groups.
Ma thèse consiste en l'étude du greffage des molécules de colorant sur des nanoparticules de ZnO, de leurs propriétés optiques et morphologiques, ainsi que les interactions électroniques entre le ZnO inorganique et le colorant organique. Nous avons créé des nanohybrides à base de nanosphères et nanobâtonnets de ZnO par deux voies: Ablation laser femtoseconde en phase liquide et Procédés chimiques. Des particules sphériques de quelques nanomètres sont générées par ablation laser révélant par la photoluminescence l'effet de confinement quantique due à la réduction de taille. Transfert d'excitation des ZnO synthétisées par ablation laser vers les molécules de colorant greffées est détecté par les excitations à un- et deux-photons. La croissance des bâtonnets de ZnO synthétisés chimiquement s'effectue par mûrissement d'Oswald et par attachement orienté. Ces modes de croissance sont étudiées en fonction du temps de synthèse et de la nature des réactants par le Microscope Electronique de Transmission à Haute Résolution. Les propriétés optiques des hybrides dépendent fortement de la forme de ZnO ainsi que du type et concentration du colorant greffé. Nous avons parvenu à remodeler l'énergie de la bande interdite des nanosphères de ZnO dans le système hybride par simple variation de la concentration du colorant. Nous avons ainsi montré l'effet de confinement quantique dû à la création de couches de charges dans le ZnO induites par la porphyrine adsorbée via ses groupes d'attachement COOH.
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tel-00266833 , version 1 (25-03-2008)

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  • HAL Id : tel-00266833 , version 1

Citer

Aurore Said. Matériaux Nanohybrides à Large Bande Interdite: Études de Synthèses, Propriétés et Applications. Physique [physics]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00266833⟩
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