Synthese, caracterisation et etude des proprietes de luminescence de materiaux hybrides organiques-inorganiques a base d'ions de terres rares (eu 3 + et tb 3 +)

par ANNE-CHRISTINE FRANVILLE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Rachid Mahiou.

Soutenue en 2000

à Clermont Ferrand 2 .

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  • Résumé

    Ce travail presente une voie originale d'obtention de materiaux luminescents par association, via une liaison covalente, d'un complexe organique de terres rares (eu 3 +, tb 3 +, gd 3 +) et d'une matrice de silice elaboree par voie sol-gel. La synthese ciblee de precurseurs moleculaires de type organoalcoxysilanes a ete realisee a partir de chromophores pyridiniques et d'alcoxydes modifies ; la complexation par differents ions lanthanidiques des ligands silicies derives et la formation du reseau d'oxyde par hydrolyse/condensation sont menees in-situ lors du procede sol-gel. La modification du chromophore organique (acide dipicolinique, 2,6-dicarboxy-4-phenyl-pyridine, 2,6-dicarboxy-4-phenylethynyl-pyridine et 2,6-di(3-carboxypyrazolyl)-pyridine), le changement de nature de la fonction complexante (amides secondaire ou tertiaire) et l'ajustement des parametres experimentaux de synthese (ph du milieu, rapport si(or) 4/monomere) ont ete successivement envisages afin de moduler les caracteristiques physico-chimiques des materiaux hybrides. Le greffage covalent du chromophore, la composition et l'organisation de la matrice minerale ainsi que le mode de coordination des ions de terres rares ont ete caracterises par spectroscopies infrarouge et rmn ( 1h, 1 3c, 2 9si) et par analyses elementaires, revelant d'evidentes analogies chimiques et structurales pour les hybrides et les composes organiques de reference. Les etudes optiques ont montre une invariance des positions des niveaux d'absorption des chromophores et des centres luminescents, une repartition spectrale en emission globalement inchangee et des durees de vie des etats electroniques excites comparables entre les complexes hybrides et leurs homologues organiques. L'utilisation de lasers impulsionnels et de la spectroscopie resolue dans le temps (trs) a permis de preciser le role des phonons de reseau (groupements oh) dans les processus de relaxation non radiatifs. Les cinetiques de desexcitation et de transfert ont ete interpretees et discutees sur la base du modele d'ate (absorption-transfert-emission). L'amelioration des resistances thermiques notees en presence du reseau d'oxyde mineral, entre 115 et 150\c selon les conditions, et la conservation des rendements lumineux de la molecule organique a la hauteur de 85% dans le compose hybride resultant offrent de reelles potentialites pour l'utilisation de tels materiaux comme luminophores.


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Informations

  • Détails : 223 p.
  • Annexes : 265 ref.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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