Nucleation and growth of gold nanorods : mechanisms of development of the anisotropy and in situ time resolved studies

Nucléation et croissance de nanocylindres d'or : mécanismes de développement de l'anisotropie et suivi in situ résolu en temps

• Auteur / Autrice : Fabien Hubert
• Direction : Olivier Spalla
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Nanocylindres

Nanoparticules d'or

Xps

Diffusion des rayons X

Xanes

Résumé

Cette thèse porte sur les mécanismes de nucléation/croissance dans la synthèse de nanocylindres d’or par voie aqueuse. Une approche multi-angles y est adoptée. Un suivi in-situ résolu en temps à l’échelle de quelques secondes est obtenu par deux techniques synchrotron, la diffusion de rayons X aux petits angles, et la spectroscopie d’absorption des rayons X. Ce couplage conduit au suivi temporel des dimensions des objets en solution, de leur nombre et de la spéciation de l’or en solution. La synthèse procède par une réaction de surface et la formation d’objets en solution est continue au cours de la synthèse. En outre, le rôle primordial de la stabilité des germes initiaux formés est mis en lumière. La formation de cylindres démarre pour une taille de 4 nm. A partir de cette taille, les croissances en rayon et longueur des cylindres sont homothétiques. Il existe un rapport clair entre degré d’anisotropie final des objets et vitesse de réaction : tout élément qui permet de ralentir la réaction est favorable au développement de l’anisotropie. Dans une approche spectroscopique parallèle, sur les produits de synthèse finaux, nous démontrons également la nature complexe de l’argent en surface des particules et son rôle primordial dans le développement de l’anisotropie. Il forme un complexe stable avec le tensio-actif, et présente une affinité très forte pour les surfaces d’or. Cette thèse insiste donc sur l’apport majeur des techniques synchrotrons in-situ et l’intérêt de leur couplage avec des méthodes spectroscopiques de laboratoire pour la compréhension des mécanismes de nucléation-croissance de nanoparticules.