Synthèse et spectroscopie optique de puits quantiques colloïdaux

Synthesis and optical spectroscopy of colloidal semiconductor nanoplatelets

• Auteur / Autrice : Mickaël Tessier
• Direction : Benoît Dubertret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et Chimie des Matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs

Puits quantiques

Nanoparticules

Résumé

Les particules inorganiques de taille nanométrique ont des propriétés optiques et électroniques qui dépendent de leur taille, de leur forme, de leur composition, et ont un intérêt à la fois d’un point de vue technologique et fondamental. Ce manuscrit de thèse porte sur les nanoplaquettes colloïdales de semi-conducteur. Ce sont des nanoparticules anisotropes dont la plus petite dimension induit un confinement quantique des porteurs de charges. Elles sont alors l’équivalent colloïdal des puits quantiques fabriqués par croissance épitaxiale. Dans ce manuscrit, nous présentons une étude de certains aspects de leur synthèse ainsi que l’analyse et l’interprétation des résultats obtenus par spectroscopie optique sur des ensembles de nanoplaquettes mais aussi sur des nanoplaquettes individuelles. Les mesures spectroscopiques ont pu être effectuées jusqu’à des températures cryogéniques (10 K). D’autre part, une étude spectroscopique a aussi été réalisée sur un premier type d'hétéro-structure colloïdale bidimensionnelle : les nanoplaquettes coeur-coque. Enfin, cette thèse présente aussi la synthèse et les propriétés spectroscopiques d’un autre type d’hétéro-structurebidimensionnelle : les nanoparticules coeur-couronne.

Inorganic nanoparticles have optical and electronic properties which strongly depend of their size, their shape and their composition. Beside they are objects of both technological relevance and fundamental scientific interest. Colloidal semi-conductor nanoplatelets are atomically flat nanoparticles with a one-dimensional confinement regime for the charge carriers. Consequently nanoplatelets are the colloidal equivalent of epitaxial quantum wells. Some aspects of the synthesis and optical properties of nanoplatelets are covered in this manuscript. Optical spectroscopy measurements have been made on ensemble of nanoplatelets or single nanoplatelets at both room and cryogenic temperatures (10 K). These spectroscopic methods have been also used to study a new type of two-dimensional colloidal heterostructure: core/shell nanoplatelets. Finally, we present the synthesis and the optical properties of another new type of two-dimensional heterostructure: core/crown nanoparticles.