Matériaux nanocomposites (A. Pillonnet, C. Le Luyer, C. Martinet, A. Pereira, S. Guy, B. Moine)
La thématique ‘matériau’ est une des thématiques historiques de l’équipe ‘films minces’. L’objectif était de déterminer les mécanismes de structuration des films, c'est-à-dire la croissance, l’organisation et la réactivité des nanocristaux en matrice. Pour cela, plusieurs méthodes d’élaboration, chimiques (voie sol-gel) et physiques (PLD : dépôt par ablation laser), ont été utilisées afin d’explorer et de comparer l’influence des paramètres. Chaque méthode apporte, par sa spécificité, différentes possibilités de matériaux et de structures. Les émetteurs terres rares sont principalement utilisés dans cette thématique pour sonder les matériaux à l’échelle nanométrique.
Les principaux résultats qui découlent de ces études sont d’une part relatif à la méthode PLD avec (i) l’observation de la transition du mode de croissance en ilots ou en films [1] (ii) l’élaboration d’une phase thermodynamiquement hors équilibre, la phase Lu2O3, due à une augmentation du désordre aux petites tailles [2]. D’autre part plusieurs travaux portent sur l’incorporation des nanoparticules luminescentes dans des matrices sol-gel, avec pour objectif initial d'améliorer l’efficacité des guides d’ondes optiques plans. Cette approche a abouti sur une étude originale sur la nucléation d'une phase complexe par interdiffusion de nanostructures hétérogènes, la démonstration a été réalisée pour la phase Pyrochlore Gd2Ti2O7 en comparant l’architecture des nanostructures (nanofilm ou agrégat) [3]. Ces études ont permis de mieux comprendre les effets de taille sur les propriétés de luminescence des ions terres rares dans les équioxydes [1,2,4].
Le savoir-faire dans la synthèse de nanomatériaux a permis de concevoir des échantillons modèles pour le dévelloppement d'études fondamentales de physique, où les nanostructures peuvent servir de sondes nanométriques d’analyse de processus aux courtes distances, que ce soit l'interaction avec le milieu diélectrique environnant [5,6] ou avec la présence de nanostructures métalliques [7]. Les résultats de ces études peuvent être exploités pour différentes apllications en optique, tels que les revêtements des cellules photovoltaiques, les telecommunications optiques. Les études qui sont actuellement en dévelloppement sont :
Etude du couplage entre les nanoparticules métalliques (Al,Ag) et les ions terres rares par des systèmes multicouches en vue d'application pour le revetement par conversion sectrale des cellules solaires
Etude menée avec A.M. Jurdyc, A. Berthelot (Equipe Luminescence)Doctorante : N. AbdellaouiInfluence de l’indice de réfraction local sur les nanoparticules luminescentes
Etude menée avec F. Kultzer, C. Dujardin, J. Houel, G. Ledoux, D. Amans (Equipe Luminescence)Doctorant : A. Aubrey
Références :