Pérovskites hybrides bromoplombate luminescentes

par Maroua Ben Haj Salah

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Nicolas Mercier et de Nabil Zouari.

Soutenue le 10-12-2019

à Angers en cotutelle avec l'Université de Sfax (Tunisie) , dans le cadre de École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) , en partenariat avec Institut des sciences et technologies moléculaires d'Angers (Moltech Anjou) (équipe de recherche) et de Institut des Sciences et Technologies Moléculaires d'Angers (MOLTECH ANJOU) / MOLTECH ANJOU (laboratoire) .

Le président du jury était Narcis Avarvari.

Le jury était composé de Mohamed Dammak.

Les rapporteurs étaient Emmanuelle Deleporte, Dominique Luneau.


  • Résumé

    Depuis 8 ans, les pérovskites hybrides (PHs) organique –inorganique sont apparues comme des semi-conducteurs prometteurs pour des applications photovoltaïques et diodes électroluminescentes (PeLEDs). C’est dans ce contexte que se situent les résultats de cette thèse.1/Un premier objectif était la synthèse des PHs ayant une émission à bande large (lumière blanche), et à rendements de photoluminescence (PLQE) élevés. Une première série de PHs 1D de réseau inorganique PbnBr4n+2 (n=1, 2, 3, 4), et des pérovskites hybrides 2D sont obtenus, les PLQE étant de 28% et 14%, respectivement.2/ La deuxième partie de la thèse est dédié à l’étude structural et des propriétés de luminescence d’une famille de pérovskites 3D originale, déficientes en plomb et en brome (d-PHs). Alors que la pérovskite 3D APbBr3 n’est pas émissive à température ambiante à l’état de bulk, nous montrons que ces d-PHs le sont, les rendant prometteurs pour des applications PeLEDs.3/ La troisième partie est l’étude de la pérovskite hybride 2D <110>, (HEA)2(FA)2Pb2Br8 qui présente une émission étroite dans le vert et un effet de luminescence mécanochromique (MCL) réversible. Des PeLEDs ont également été préparées, ce qui est sans précédent pour une telle pérovskite 2D.4/La quatrième partie est consacré à l’étude d’un composite constitué d’un mélange de pérovskite 3D MAPbBr3 et de pérovskite 2D (CO2H(CH2)n-1NH3)2Pbr4 (n= 4, 6). Nous montrons que la composite présente des propriétés d’émission différentes de ceux de ses deux constituants. D’autre part, un phénomène MCL (réversible) spectaculaire est observé, ce qui met en évidence le rôle essentiel de l’interface dans des processus de transfert d’énergie.

  • Titre traduit

    Luminescent lead bromide hybrid perovskites


  • Résumé

    Since 8 years, organic-inorganic hybridperovskites (HPs) have emerged as promising semiconductors for photovoltaic applications and light-emitting diodes (PeLEDs). It is in this context that the results of this thesis lie.1 / A first objective was the synthesis of HPs havinga broadband emission (white light), and high photoluminescence yields (PLQE). A first series of1D PHs of inorganic network PbnBr4n + 2 (n = 1, 2, 3,4), and 2D hybrid perovskites are obtained, the PLQE being 28% and 14%, respectively.2 / The second part of the thesis is dedicated to the structural study and luminescence properties of a family of original 3D perovskites, deficient in leadand bromine (d-HPs). While perovskite 3D APbBr3is not emissive at room temperature in the bulk state,we show that these d-HPs are, making them promising for PeLEDs applications.MAPbBr3 and 2D perovskite (CO2H (CH2) n-1NH3)2Pbr4 (n = 4, 6). We show that the composite hase mission properties different from those of its two constituents. On the other hand, a spectacular (reversible) MCL phenomenon is observed, which highlights the essential role of the interface in energy transfer processes.3 / The third part is the study of the hybrid perovskite2D <110>, (HEA) 2 (FA) 2Pb2Br8 which has a narrow emission in green and a reversible mechanochromic luminescence (MCL) effect. PeLEDs have also been prepared, which is unprecedented for such 2Dperovskite.4 / The fourth part is devoted to the study of a composite consisting of a mixture of perovskite 3DMAPbBr3 and 2D perovskite (CO2H (CH2) n-1NH3)2Pbr4 (n = 4, 6). We show that the composite has emission properties different from those of its two constituents. On the other hand, a spectacular (reversible) MCL phenomenon is observed, which highlights the essential role of the interface in energy transfer processes.


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