- Introduction :
Le projet ERC présenté par benjamin Abécassis se donne pour objectif de comprendre et maîtriser la synthèse de nanoplaquettes (NPLs) semi-conductrices chirales, déformables par stimuli et auto-assemblables dans le but de viser des applications dans le domaine de la spintronique (Chiral Induced Spin Selectivity), de la détection chirale, de la photocatalyse énantiosélective, ... L'exploitation de l'instabilité mécanique des nanoplaquettes par chimie de surface doit permettre d'engendrer des déformations qui ouvrent l'accès à ces applications.
Les travaux entrepris au cours de cette thèse ont porté sur 2 axes : comprendre l’influence des paramètres de synthèse sur les dimensions et la conformation adoptée par les NPLs de CdSe, et provoquer une induction de chiralité au niveau des propriétés optiques des NPLs CdSe en vue d'obtenir des propriétés chiroptiques. Cette induction de chiralité peut se faire soit par échange de ligand avec des ligands chiraux sur des nanoplaquettes achirales, soit par synthèse en milieu chiral, et les deux pistes ont été explorées.
2. Contrôle de la taille et de la conformation :
L’influence des paramètres de synthèse a été étudiée pour la synthèse de NPLs CdSe 3 monocouches (3ML) zincblendes. Les propriétés du séléniure de phosphine servant de précurseur dans la synthèse ont pu être reliées à des variations de dimension et de conformation adoptée par les NPLs. Les effets de changements au niveau de la température et de la vitesse d’addition du précurseur sélénié ont aussi été étudiés.
3. Greffage de dérivés chiraux d’acide tartrique sur des NPLs CdSe zincblendes :
Afin d’optimiser l’induction de propriétés chiroptiques pour les NPLs, la cystéine qui est habituellement utilisée comme inducteur de chiralité par échange de ligands doit être remplacée par un autre ligand chiral, plus compatible avec les solvants apolaires usuels employés pour redisperser les NPLs (toluène, hexane). Ainsi, une collaboration a été établie avec Leonardo Curti et Benoît Fleury de l'IPCM (Sorbonne Université) qui nous ont envoyé des dérivés d'acides tartriques chiraux. L'échange de ligands a été optimisé pour maximiser l’induction de chiralité, et les différents ligands ont été comparés entre eux et vis-à-vis de la littérature. Bien que n’ayant pas réussi à engendrer de la luminescence chirale, ces travaux permettent d'étendre l’échange de ligands sur les NPLs à des solvants apolaires, chose qui n'est pas encore présente dans la littérature.
4. Synthèse de NPLs CdSe wurtzite en solvant chiral :
De même, une synthèse en milieu chiral n'a pas encore été publiée pour les semi-conducteurs, mais les résultats démontrés pour les nanoparticules d'or font état de propriétés chiroptiques d'un ordre de grandeur supérieur à celles obtenues par échange de ligands. Ainsi, une synthèse en solvant chiral a été inventée pour les nanoplaquettes de CdSe wurtzite, et les propriétés chiroptiques résultantes sont en effet supérieures à ce qui est trouvé dans la littérature pour le CdSe. L’optimisation des paramètres de synthèse ainsi que l’investigation de l’origine de la chiralité ont été conduites sur cette nouvelle synthèse.
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