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Développement de Nanocristaux d’Oxydes Plasmoniques pour Dispositifs en Proche Infrarouge

Authors
  • Cheref, Yannis
Publication Date
Sep 22, 2022
Source
HAL
Keywords
Language
French
License
Unknown
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Abstract

La Résonance de Plasmon de Surface Localisé (LSPR) est un phénomène chromatique fascinant qui se manifeste au sein d’objets conducteurs de taille nanométrique. De tels nano-objets absorbent des rayonnements électromagnétiques grâce à la résonnance de leur nuage électronique. L’énergie de cette résonance dépend du matériau, mais aussi de sa forme, de sa taille, de son environnement et de sa densité de porteurs de charge. Les propriétés plasmoniques de l’or et de l’argent sont principalement dans la gamme du visible. Elles ont été exploitées pour de nombreuses applications de pointe dans les domaines du biomédical, de la catalyse et de l’analyse chimique. Dans les semiconducteurs, l’énergie de LSPR est généralement dans l’infrarouge moyen ou proche. La majorité des études sur les semiconducteurs plasmoniques utilisent la modulation par le taux de dopage. Pour étendre les possibilité de modulation des propriétés LSPR des semiconducteurs dans l’infrarouge proche, et donc le champ des applications possibles nous avons étudié l’effet de la taille et de la forme de nanocristaux d’oxyde de tungstène dopé par le césium et les lacunes d’oxygène sur leur propriétés LSPR. Pour ce faire, nous avons mis au point de nouveaux protocoles de synthèse colloïdales permettant de produire des suspensions stables de nanobâtonnets de phase hexagonal pure, dans une gamme de taille allant de 5 nm à 80 nm, et avec des rapports d’aspects allant de 0,5 à 6,2. Grâce à ce contrôle synthétique, des particules présentant une absorption intense et sélective dans le proche infrarouge sont produites. Ces propriétés présentent des intérêts pour des applications dans les domaines du filtrage solaire et du biomédical. Nous montrons que, à l’instar de l’or, une très forte modulation des propriétés plasmoniques est possible en contrôlant la forme des particules. Ces mesures sont comparées à des résultats de calculs, et de très bons accords sont obtenus.

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