Influence de taille et de la structure des germes dans la formation de nanoparticules d’or Anisotropes

Crystal Engineering of Anisotropic Gold Nanoparticles through Modulation of Seed Size and Crystal Structure

• Auteur / Autrice : Zeliha Cansu Canbek
• Direction : Fabienne Testard, Nicolas Menguy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie
• Date : Soutenance le 16/12/2014
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale sciences et technologies de Versailles (2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (Gif-Sur-Yvette, Essonne) - Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire / LIONS
• Jury : Président / Présidente : Chantal Larpent
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Motte, François Ribot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallographie

Nanoparticules d'or

Anisotropie

Mots clés libres

Nanoparticule d'or

Anisotropie

In-situ MEBT

Gold Nanoparticles

Ansiotropy

In-situ STEM

Crystal growth

Microscopy

Nanorods

Shape control

Résumé

De par leurs nombreuses applications potentielles, de nombreux efforts de recherche ontété poursuivis dans le domaine de la synthèse de nanoparticules. Cependant le mécanisme àl'origine des formes anisotropes de nanoparticules d'or, pour une taille et une structure biendéfinies, reste encore un sujet controverse.L'objectif général de cette thèse est de comprendre l'origine de cette anisotropie, lors dela formation de nanoparticules d'or, en particulier sous la forme de nano-bâtonnets d'or, enphase liquide. Parmi les nombreux procédés de synthèse existants, la "synthèse de particulesanisotropes par croissance à partir de germes" a été retenu, car il permet un contrôle précis dela taille et de la structure des nanoparticules. Lors de la synthèse de nanoparticules, les germesjouent un rôle de précurseur et permettent ainsi de maitriser la structure cristalline desnanoparticules finales. Si le rôle crucial des germes a déjà pu être étudié par différentsgroupes de recherche, une étude systématique sur la genèse de l'anisotropie par rapport à lataille et la structure initale des germes restait à réaliser. Ce travail a ainsi pour objectif derépondrre aux deux questions :i. Comment contrôler la structure cristalline et de la taille des germes?ii. Quelles sont les influences de la taille des germes et de leur structure sur la cinétique dela croissance?

Between the ongoing research on various type of nanomaterials to tune the particle sizeand crystal design in nanoscale for their potential applications, anisotropic gold nanoparticleshas attracted the most intention not only because of their divine color but also their enhancedcatalytic activities, optical properties and electrical conductivities. Event though, many effortshave been already made in the field of synthesis of anisotropic gold nanoparticles, withdefined sizes and structures, growth mechanism of many unique anisotropic shapes is still acontroversial subject.Overall objective of this thesis is to understand the origin of anisotropy during theformation of anisotropic gold nanoparticles, especially gold nanorods, in liquid phase. For ourenvisaged aim, between numerous synthetic methods developed for production ofnanoparticles, seed mediated approach is chosen for the fabrication of final anisotropic goldnanoparticles from small seeds which is grown into final nanoparticle later on. During thesynthesis of nanoparticles, those seeds play critical role as precursors to control the yield ofand the crystal structure of final anisotropic nanoparticle. Here we offer a systematical studyon the origin of anisotropy with respect to “seed size” and “crystal morphology”. Since thesesmall particles are the genesis of anisotropic metal nanoparticle synthesis, in this thesis weanswer following questions to explain the origin of anisotropy;i. How to control the crystal structure and the size of the seeds?ii. What are the influences of controlled seed size and structure on the kinetics ofnanoparticle growth?