Croissance, structuration et analyse de films synthétisés par PLD couplant des ions terres rares luminescents et des nanostuctures métalliques (Al, Ag) en vue d’application à la conversion spectrale UV-Visible

par Nora Abdellaoui

Thèse de doctorat en Spectroscopie et physico-chimie des matériaux

Sous la direction de Anne Pillonnet et de Bernard Moine.

Soutenue le 28-10-2015

à Lyon 1 , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec Institut Lumière Matière (laboratoire) .

Le président du jury était Gérard Colas des Francs.

Le jury était composé de Anne Pillonnet, Bernard Moine, Davy Gérard, Antonio Pereira.

Les rapporteurs étaient Chantal Boulmer-Leborgne, Virginie Nazabal.


  • Résumé

    Les films minces luminescents dopés terres rares offrent des propriétés intéressantes pour la conversion spectrale UV-bleu, en particulier pour une meilleure adaptation du spectre solaire aux cellules solaires en silicium. Deux matériaux luminophores ont été étudiés dans cette thèse : Y2O3 dope Eu3+ et CaYAlO4 codopé Ce3+, Pr3+. L'utilisation de ces luminophores pour les applications sous forme de films minces est limitée car ils possèdent un faible coefficient d'absorption. Deux pistes ont été examinées pendant cette thèse pour pallier ce problème : (i) l'effet plasmonique a été étudié en réalisant des films avec une architecture multicouche couplant les films luminophores et des nanostructures métalliques d'aluminium et d'argent qui possèdent une résonnance plasmon dans la gamme UV et bleu respectivement ; (ii) l'effet photonique a été évalué en réalisant une structuration du film luminophore via une croissance sur des membranes macro-poreuses. La méthode de synthèse choisie est le dépôt par ablation laser pulsé

  • Titre traduit

    Rare earth luminescent thin film coupled with metallic nanostructure synthetized by PLD : study of the growth, the structure and the luminescence properties for down shifting application


  • Résumé

    Rare earth luminescent thin film offers attractive properties for down shifting application, particularly for a better adaptation of the solar spectrum to silicon solar cells. In this thesis, we studied two phosphor materials : Y2O3 doped Eu3+ and CaYAlO4 codoped Ce3+, Pr3+. One issue identified for the use of these phosphors as thin films is their low absorption coefficient. We examined two tracks during this thesis to meet these needs : (i) the plasmonic effect was studied by making films with a multilayer architecture coupling the phosphor films and aluminium or silver metallic nanostructures which have a plasmon resonance in the UV range and blue respectively ; (ii) the photonic effect was evaluated by structuring the phosphor layer by self-organization growth on macroporous membranes. We did the syntheses by pulsed laser deposition


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