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Conformation, morphology and self-assembly of colloidal semiconducting nanoplatelets

Date
mar 06 juil 2021
Horaires

14h00

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. GUILLEMENEY Lilian sous la Direction de M. ABECASSIS Benjamin

Langue(s) des interventions

Description générale

Cette thèse porte sur le contrôle de la conformation et de la morphologie de nanoplaquettes semi-conductrices en suspension colloïdale, ainsi que sur leur auto-assemblage en structures micrométriques. Le premier chapitre dresse un état de l’art sur les nanoplaquettes et décrit les principaux concepts associés.

Dans un second temps, nous présentons la synthèse par voie solvothermale de nanoplaquettes de 𝛾-In2S3. Les dimensions latérales de ces matériaux sont précisément contrôlées par la variation d'un unique paramètre expérimental, conduisant soit à la formation de nanoplaquettes hexagonales, soit à la formation de longs nanorubans. La composition, la structure et les orientations cristallographiques de ces objets sont déterminées par des expériences de rétrodiffusion d'ions, de spectroscopie de photoélectrons, de diffraction de rayons X et de microscopie à transmission électronique à haute-résolution. En outre, le mécanisme de croissance de ces objets est étudié par diffusion de rayons X aux petits et grands angles résolue en temps. Une étude sur la stabilité colloïdale des nanorubans dans différents solvants est menée. Nous montrons que dans la plupart des cas les nanorubans se regroupent en fagots, dont l’aspect et les dimensions dépendent du solvant de redispersion.

Nous décrivons ensuite le contrôle de la conformation de nanoplaquettes de 𝛼-In2S3. À l’issue de leur synthèse, ces nanoplaquettes sont enroulées sur elles-mêmes. Nous élucidons
leur composition, leur structure et orientations cristallographiques ainsi que leur chimie de surface par les mêmes techniques d’analyse que celles mentionnées précédemment. Leur rayon de courbure est déterminé par microscopie électronique à transmission. Nous montrons qu’un échange de ligand de surface permet le dépliement des nanoplaquettes.

Enfin, nous détaillons la synthèse et l’auto-assemblage de nanoplaquettes de CdSe de quatre et cinq monocouches d’épaisseur. Leurs assemblages se présentent sous la forme de long fils torsadés de nanoplaquettes distordues et alignées face-à-face, pouvant dépasser le micromètre dans le cas des assemblages de nanoplaquettes de cinq monocouches d’épaisseur. En collaboration avec l’Institut des Nanosciences de Paris, nous montrons par microscopie de fluorescence l’existence de homo-FRET au sein de ces derniers, avec une migration d’exciton sur 500 nm, soit entre 90 nanoplaquettes.

Gratuit
Mots clés
Disciplines