Etude structurale par diffraction X et optique linéaire et non linéaire de composites à base de nanocristaux semi-conducteurs (CdSe, ZnSe) dispersés dans des matrices hôtes organique (PMMA) et minérale (KBr, KCl)

Xray diffraction and linear and no linear opticaly properties of nanocomposites based semiconductors nanocrisatals ( CdSe,ZnSe ) embedded in host matrix organical PMMA and minaral KBr and KCI

• Auteur / Autrice : Abderrahmane Chaïeb
• Direction : Bouchta Sahraoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des propriétés optiques des matériaux et applications (Université d'Angers)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique non linéaire

Matériaux -- Propriétés optiques

Matériaux hybrides

Mots clés libres

Propriétés structurales

Propriétés optiques linéaires et non linéaires

Résumé

Le présent travail a pour but l'élaboration ainsi que la caractérisation structurale et optique de matériaux composites à base de nanocristaux semi-conducteurs à grand gap dispersés dans des matrices optiquement transparentes dans le domaine UV Visible. La première partie du travail expose la problématique du sujet à étudier et met en évidence l'actualité du travail envisagé. Elle donne un aperçu sur les propriétés optiques des nanocomposites à base de semi conducteurs et fait apparaitre les raisons justifiant le choix des matériaux adoptés pour la fabrication des nanocomposites étudiés : CdSe/KBr, CdSe/KCl, CdSe/ PMMA et ZnSe/PMMA. Dans la deuxième partie, sont développées les méthodes d'élaboration des matériaux nanocomposites élaborés (méthode de Czochralski pour les monocristaux CdSe/KBr, CdSe/KCl et méthode du spin-coating pour les couches minces CdSe/PMMA, ZnSe/PMMA). Egalement sont décrites les différentes techniques utilisées pour leur caractérisation structurale et optique. La troisième partie comporte la discussion des résultats de la caractérisation structurale par la diffraction X, la spectroscopie IR, la spectroscopie Raman, la spectroscopie de masse (AFM) et la microscopie optique (MEB). Toutes ces techniques complémentaires confirment l'incorporation des cristallites de CdSe et de ZnSe dans les matrices hôtes KBr, KCl et PMMA. La quatrième partie présente les résultats de la caractérisation optique par l'absorption optique UV-Visible, la photoluminescence ainsi que la mesure de la réponse non linéaire du second et troisième des nanocomposites élaborés. Les résultats obtenus mettent en évidence l'effet d'un confinement quantique induit par la taille nanométrique des cristallites des semi-conducteurs CdSe et ZnSe et l'effet de surface dont l'action se manifeste par un shift des propriétés optiques linéaires et par une exaltation des propriétés optiques non linéaires.

This work aims the elaboration and structural characterization and optical Properties of composites based on semiconductor nanocrystals with wide band gap dispersed in host matrix optically transparent in the UV-Visible. Range The first part of the work exposes the problem to be studied and highlights the current work considered. It gives an overview on the optical properties of nanocomposites based semiconductors and reveals the reasons justifying the choice of materials adopted for the preparation of nanocomposites studied: CdSe / KBr, CdSe / KCl, CdSe / ZnSe and PMMA / PMMA. In the second part, d methods of preparation of nanocomposite materials are developed (Czochralski method for single crystal CdSe / KBr, CdSe / KCl and method of spin-coating for thin film CdSe / PMMA, ZnSe / PMMA). Also the different techniques used for their structural and optical characterization. Are described The third part includes the discussion of the results of structural characterization by XRD, IR spectroscopy, Raman spectroscopy, mass spectroscopy (AFM) and optical microscopy (SEM). All these techniques further confirm the incorporation of crystallites of CdSe and ZnSe host matrix in KBr, KCl and PMMA The fourth part presents the results of optical characterization by optical absorption UV-Vis, photoluminescence and measurements of the nonlinear response of the second and third order of the nanocomposites prepared. The results highlight the effect of quantum confinement induced by the nanometric size of crystallites of semiconductor CdSe and ZnSe and surface effect which is manifested by a shift of the linear optical properties and an exaltation of the nonlinear optical properties