Synthèse et caractérisation de nanoplaquettes bi-émittrice
Auteur / Autrice : | Corentin Dabard |
Direction : | Emmanuel Lhuillier, Sandrine Ithurria-Lhuillier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique et chimie des matériaux |
Date : | Soutenance le 24/10/2023 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut des nanosciences de Paris (1997-....) |
Jury : | Président / Présidente : Alberto Bramati |
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Goldner, Jean-Yves Piquemal | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Boyer, Lise-Marie Lacroix |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les nanoplaquettes de chalcogénures de cadmium sont des semiconducteurs de la famille des II-VI présentant à la fois un confinement quantique unidimensionnel et une large extension latérale. Leurs synthèses, définies à la monocouche atomique près, confèrent à ces matériaux de fines propriétés optiques. Cette particularité justifie l’intérêt que j’ai porté à ces matériaux tout au long de ma thèse. Dans un premier temps, des particules émettant deux couleurs différentes ont été synthétisées. La difficulté pour réaliser de telles particules réside dans la règle de Kasha. Pour surpasser cette contrainte, une hétérostructure cœur-couronne-couronne de CdSe-CdTe-CdSe a été synthétisée. Dans une telle particule, une large luminescence rouge (650 nm) est obtenue par recombinaison de l’exciton à l’interface CdSe/CdTe tandis qu’une fine luminescence verte (512 nm) est obtenue par la recombinaison de bord de bande dans le CdSe. En jouant sur les paramètres géométriques des différentes couronnes ainsi que sur la puissance d’excitation, une modulation du ratio vert-rouge est possible grâce au contrôle de la dynamique de recombinaison non-radiative Auger. L’incorporation de cette hétérostructure à l’intérieur d’un dispositif LED a également permis d’obtenir une électroluminescence bi couleur. Une stratégie similaire à ensuite été mise en place pour obtenir une particule émettant à la fois dans le bleu et dans le jaune. Ces particules bidimensionnelles peuvent également être utiles pour obtenir des émetteurs fins dans le proche infra-rouge. Durant ma thèse, la synthèse d’une nouvelle classe de nanoplaquettes à base de chalcogénure de mercure (HgSexTe1-x) a permis de sonder cette gamme optique. En particulier, l’optimisation du processus d’échange cationique a rendu possible l’obtention d’une modulation de la photoluminescence dans le proche infra-rouge. Le développement d’un processus de dépôt limitant la dégradation des propriétés optiques de nanoplaquettes de HgTe a également permis la fabrication du premier dispositif électroluminescent utilisant des nanoplaquettes à base de mercure ainsi que l’observation d’une émission orientée grâce au couplage d’un film de nanoplaquette de HgTe avec le plasmon généré par une nanostructure métallique.