Etude optique du transfert d'énergie entre une nanostructure semiconductrice unique et un feuillet de graphène

Optical study of the interaction between a unique colloidal semiconductor nanostructure and a graphene flake

• Auteur / Autrice : Francois Federspiel
• Direction : Pierre Gilliot, Stéphane Berciaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanophysique
• Date : Soutenance le 09/10/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Stefan Haacke
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Basko
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Sébastien Lauret, Jean-Pierre Hermier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Graphène

Semiconducteurs

Nanostructures

Transfert d'énergie

Mots clés libres

FRET

Boîtes quantiques

Nanoplaquettes

Graphène

Spectroscopie

Photoluminescence

FRET

Quantum dots

Nanoplatelets

Graphene

Spectroscopy

Photoluminescence

Résumé

Mes travaux de thèse portent sur l’interaction de type FRET (tranfert d’énergie résonant de Förster) entre une nanostructure semiconductrice colloïdale individuelle et le graphène. La première partie concerne l’établissement de la théorie du FRET et ce pour plusieurs types de nanostructures. Vient ensuite la partie expérimentale, à commencer par le montage optique ainsi que les méthodes d’analyse, tant pour la spectroscopie que pour la photoluminescence. Par la suite, nous décrivons les résultats obtenus pour divers types de nanocristaux sphériques en interaction directe avec le graphène (incluant des multicouches) : le transfert d’énergie a des effets drastiques sur la photoluminescence mais aussi sur le clignotement des nanocristaux. Puis nous étudions la dépendance du FRET avec la distance ; dans le cas des boîtes quantiques, nous observons une loi en 1/z^4. Par contre, dans le cas de nanoplaquettes, la fonction est plus complexe et dépend de la température.

My PhD subject is the FRET interaction (Förster-like resonant energy transfer) between single colloidal semiconductor nanostructures and graphene. The first part is about the development of the interaction theory with the graphene for several types of nanostructures. Then comes the experimental part, and firstly the optical setup together with the analysis methods, for both spectroscopy and photoluminescence. After that, we describe our results about different types of spherical nanocrystals directly interacting with graphene (which can be multilayer) : the energy transfer has a huge effect on the photoluminescence, as well as the blinking behaviour of the nanocrystals. Then we measure the dependency of the energy transfer as a function the distance ; in the case of quantum dots, we observe a 1/z^4 law. On another hand, in the case of nanoplatelets, the function is more complex and depends on the temperature.