RMN-DNP à ultra basse température pour la spectroscopie de corrélation hétéronucléaire de matériaux fonctionnels

Ultra-low temperature Helium spinning DNP for 1H-detected heteronuclear correlation spectroscopy of functional materials

• Auteur / Autrice : Zoe Grilli
• Direction : Gael De paepe
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Physique Moléculaire et Structurale
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Modélisation et Exploration des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Résonance magnétique nucléaire

Polarisation dynamique nucléaire

Méthodologie

Sensibilité

Nanocristaux

Nuclear magnetic resonance

Dynamic nuclear polarization

Methodology

Sensitivity

Nanocrystals

Résumé

L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie et une instrumentation RMN-DNP avancées afin de démontrer que la sensibilité de la spectroscopie de corrélation hétéronucléaire peut être améliorée de plusieurs ordres de grandeur, et cela grâce au développement de la DNP à très basse température, d'une rotation rapide des échantillons, de schémas de détection 1H originaux, ainsi que de méthodes de débruitage post-traitement efficaces. Le gain en sensibilité attendu devrait permettre l'étude de surfaces et d'interfaces, avec des expériences RMN bidimensionnelles impliquant des noyaux très peu sensibles (par exemple 17O, 67Zn, 43Ca, etc.). De telles expériences sont pour la plupart inaccessibles à l'heure actuelle. Les nouvelles méthodologies seront testées sur plusieurs systèmes difficiles qui comprennent des nanocristaux de ZnO et/ou de pérovskite halogéné, passivés par des ligands.

The aim of this PhD is to develop advanced NMR-DNP methodology and instrumentation to show that the sensitivity of Heteronuclear Correlation spectroscopy can be improved by several orders of magnitude, through the development of ultra-low temperature DNP, fast sample spinning, original 1H detection schemes, as well as efficient post-processing denoising methods. The expected sensitivity gain should enable the study of surfaces and interfaces, with 2D NMR experiments involving very insensitive nuclei (e.g. 17O, 67Zn, 43Ca, etc.). Such experiments are mostly not accessible at the moment. The new methodologies will be tested on several challenging systems that include ligand capped ZnO / halogenated perovskite nanocrystals.