Dépôt aérosol-gel et étude de couches minces ORMOSIL photopolymérisables et photoluminescentes

par Martin Daniel Trejo Valdez

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Michel Langlet.

Soutenue en 2004

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le développement de matériaux hybrides organiques-inorganiques (ORMOSIL) par voie sol-gel a suscité un regain d'intérêt au cours des dernières années. Le procédé Aérosol-gel est une technique de dépôt fondée sur la transformation sol-gel à température ambiante d'un film liquide déposé à partir d'un aérosol pulvérisé par voie ultrasonore. Dans ce travail, nous avons utilisé cette technique pour élaborer des films ORMOSIL méthacrylate/silicate/titanate photopolymérisables et photoluminescents pour des applications en optique intégrée active. Les précurseurs sol-gel utilisés sont le 3-(méthacryloyloxy)propyl triméthoxysilane et le tétraisopropoxide de titane complexé avec de l'acide methacrylique. La polymérisation des groupes méthacrylate présents dans le matériau a été induite par irradiation UV. La cinétique de polymérisation des doubles liaisons C=C a été accélérée en augmentant la teneur en espèces titane dans les films. L'influence de photoinitiators commerciaux Irgacure" dans les processus photoinduits a également été étudiée. Par ailleurs, le dopage avec des complexes de Tb3+ et EuH a été étudié afin d'obtenir des films hybrides spectroscopiquement actifs. Sous excitation UV dans la gamme 300 - 360 nm, les films dopés présentent une forte émission verte ou rouge (545 ou 615 nm) due aux transitions 'if-4fdes ions terbium ou europium. Les films hybrides présentent également une ligne d'émission bleue qui a été associée à la présence d'impuretés organiques dans les films et/ou à la création de centres TiH sous exposition UV. Finalement, la fabrication de dispositifs intégrés élémentaires par inscription UV de ces films hybrides a été étudiée. Les résultats permettent d'envisager de nouvelles voies de fabrication de dispositifs actifs intégrés émettant sélectivement dans les trois couleurs fondamentales ou émettant en lumière blanche.


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  • Titre traduit

    Aerosol-gel deposition and study of photopolymerisable and photoluminescent ORMOSIL thin films


  • Résumé

    The development of organic-inorganic hybrid materials (ORMOSIL) by sol-gel chemistry has gained interest over the last few years. Aerosol-gel process is a deposition method based on the sol-gel polymerization at room temperature of a liquid film, which is deposited from an ultrasonically sprayed aeroso1. Ln this work, this process has been used for the fabrication of photopolymerizable and photoluminescent methacrylate/silicate/titanate ORMOSIL films for applications in active optics. 3-(trimethoxysilyl) propylmethacrylate and tetraisopropyl-orthotitanate complexed with methacrylic acid were used as sol-gel precursors. Polymerization of the methacrylate function contained in the material was induced by UV exposure. A fastening of the photoinduced C=C bond polymerization was observed with increasing the content of titanium species in the films. Photoinduced processes were also sensitized using commercially available Irgacure'" photoinitiators. Furthermore, doping with complexes of Tb3+ and Eu3+ ions was achieved to obtain spectroscopically active hybrid films. Doped films exhibit strong green/red emission (545 nm/615 nm) when excited with UV light in the 300-360 nm range. Beside these emission lines associated to 'if-4f transitions of terbium or europium ions, hybrid films exhibit an additional blue emission, which might be due to the creation of Ti3+ centers under UV excitation and/or to carbon impurities. Finally, the fabrication of elementary integrated devices through the UV-writing of these hybrid films has been studied. The results allow envisaging new routes for the fabrication of integrated active devices selectively emitting in the three fundamental colors or white light emitting devices.

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Informations

  • Détails : 234 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.191-213

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/INPG/0062
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/INPG/0062/D
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