Thèse soutenue

Propriétés physico-chimiques de solutions colloïdales photosensibles à base d'oxyde de titane

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Auteur / Autrice : Boryana Todorova
Direction : Luc BrohanHélène Terrisse-Viallis
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science de matériaux, chimie du solide
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Nantes
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La synthèse de solutions colloïdales constitue une voie attractive pour l'obtention d'objets structurés à l'échelle nanométrique, car elle permet de contrôler à la fois leur taille, leur morphologie et leur compositon. Ainsi, de nouveaux sols et gels hybrides ont récemment été développés au sein de l'Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes, à partir de deux précurseurs inorganiques de titane (TiOC12. 1,4HC1,7H2O et [Ti8O12(H2O)24] C18. HC1. 7H2O) et du N,N-Diméthylformamide. L'objet de ce travail consiste en l'étude des sols monodisperses et stables ainsi obtenus, contenant des petits clusters d'oxyde de titane de diamètre hydrodynamique proche du nanomètre, pour des concentrations en titane comprises entre 0,05 et 0,7 mol. L-1. La taille et le potentiel zêta de ces oligomères ont été caractérisés par Diffusion Dynamique de la Lumière et mesure de leur mobilité électrophorétique. Le rôle actif du solvant organique dans le processus de polycondensation a été mis en évidence par Spectroscopies Infra Rouge, Raman et RMN. Ces objets nanométiques possèdent des propriétés photo-électrochimiques originales. Après illumination sous UV, ils absorbent des photons d'énergie inférieure à la largeur de la bande interdite, en raison de la formation d'une bande intermédiaire dans le gap du semi-conducteur. Ces matériaux à bande intermédiaire représentent ainsi des candidats prometteurs pour développer de nouvelles cellules photovoltaïques de troisième génération et des photobatteries. En effet, l'extension du domaine d'absorption de l'UV-visible jusqu'au proche Infrarouge doit permettre de dépasser les limites de conversion actuelles des cellules photovoltaïques conventionnelles.