Chimie sous couplage lumière-matière

Chemistry under light-matter strong coupling

• Auteur / Autrice : Bianca Patrahau
• Direction : Thomas W. Ebbesen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 25/09/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Petra Hellwig
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Aloyse Degiron, Clémentine Symonds

Mots clés

Mots clés contrôlés

Symétrie (physique)

Régime de couplage fort

Mots clés libres

Couplage fort lumière-matière

Chimie polaritonique

Symétrie

Polarité

Light-matter strong coupling

Polaritonic chemistry

Symmetry

Polarity

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la chimie polaritonique et explore les effets du couplage fort lumière-matière sur les propriétés moléculaires. Dans ce contexte, deux aspects principaux sont discutés – le rôle joué par la symétrie moléculaire dans le couplage fort vibrationnel et le changement de polarité du solvant induit lorsque les modes de vibration moléculaires sont couplés au champ résonant d’une cavité optique de Fabry-Perot. De plus, cette thèse a permis, grâce au développement de nouveaux dispositifs microfluidiques de type Fabry-Perot, d’étudier pour la première fois des systèmes sous couplage fort vibrationnel par spectroscopie RMN, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour étudier l’influence du couplage fort sur les propriétés moléculaires et plus particulièrement sur la réactivité chimique.

This thesis work lies within the polaritonic chemistry framework and more precisely it focuses on how vibrational light-matter strong coupling can be used to modify molecular properties. In this context, two main aspects are discussed – the role played by molecular symmetry In vibrational strong coupling and the change induced in solvent polarity when molecular vibrational modes are strongly coupled to the resonant field of a Fabry-Perot optical cavity. Furthermore, through the development of a new Fabry-Perot microfluidic device, this thesis has enabled the study of systems under vibrational strong coupling by NMR spectroscopy, opening new possibilities for investigating the influence of strong coupling on molecular properties, and more specifically on chemical reactivity.