Synthèse et caractérisation de nanocristaux colloïdaux de semiconducteurs II-VI à structure coeur/coque. Contrôle de la cristallinité et des propriétés d'émission. - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Access content directly
Theses Year : 2009

Synthesis and characterization of colloidal core/shell II-VI semiconductor nanocrystals. Control of crystallinity and emission properties.

Synthèse et caractérisation de nanocristaux colloïdaux de semiconducteurs II-VI à structure coeur/coque. Contrôle de la cristallinité et des propriétés d'émission.

Abstract

We have developed synthesis protocols of core/shell semiconductors nanocrystals in CdSe/CdS and CdSe/CdS/ZnS. The perfectly crystalline shell improve the fluorescence properties of the nanocrystals as well as their resistance to environment modifications. We have shown that the crystal structure can be choose and controlled during synthesis by a judicious choice of the surface ligands. Moreover, we show that the fluorescence blinking of such nanocrystals can be strongly reduced or even suppressed if we synthesize core/shell CdSe/CdS nanocrystals with a sufficiently thick CdS shell. These objects are studied in single particle experiments. Fluorescence and lifetime measurements allow us to identify the blinking reduction mechanism. The nature and thickness of the shell induce a significant increase of the Auger lifetime, leading to a suppression of the dark state. Finally, CdSe/CdS/ZnS nanocrystals are used to develop fluorescent and transparent composite materials (polymer or sol-gel) exhibiting a high refractive index.
Nous avons développé des protocoles de synthèse de nanocristaux semiconducteurs à structure cœur/coque CdSe/CdS et CdSe/CdS/ZnS. La présence d'une coque parfaitement cristalline améliore les propriétés de fluorescence des nanocristaux ainsi que leur résistance aux modifications de l'environnement. Nous montrons qu'il est possible de contrôler la structure cristalline de ces objets lors de la synthèse en choisissant les ligands de surface utilisés. Nous montrons de plus que le clignotement de la fluorescence peut être fortement réduit, voire supprimé en synthétisant des nanocristaux cœur/coque CdSe/CdS à coque de CdS parfaitement cristalline et suffisamment épaisse. Ces objets sont étudiés en particule unique. Les mesures de fluorescence et de temps de vie effectuées permettent d'identifier le mécanisme de réduction du clignotement : l'épaisseur et la nature de la coque induit une augmentation significative du temps de recombinaison par effet Auger, ce qui supprime l'état noir. Enfin, les nanocristaux CdSe/CdS/ZnS sont utilisés afin de créer des composites (polymère ou sol-gel) fluorescents, transparents et d'indice élevé.
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Dates and versions

pastel-00534683 , version 1 (10-11-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00534683 , version 1

Cite

Benoit Mahler. Synthèse et caractérisation de nanocristaux colloïdaux de semiconducteurs II-VI à structure coeur/coque. Contrôle de la cristallinité et des propriétés d'émission.. Matériaux. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00534683⟩
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