Etude de croissances de nanostructures de TiO2 en réacteur MOCVD en présence de catalyseurs métalliques. Valorisation des nanostructures de TiO2

par Andreea Crisbasan

Thèse de doctorat en Chimie Physique

Sous la direction de Denis Chaumont.

Soutenue le 18-12-2017

à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....) , en partenariat avec Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Eric Lesniewska.

Le jury était composé de Frédérique De Fornel, Olivier Poncelet.

Les rapporteurs étaient Luis Cunha, Jean-Christophe Harmand.

mots clés

• TiO2
• Mocvd
• Nanostructures
• Modèle de croissance
• Nanostructures
• Dépôt en phase vapeur par organométalliques
• Oxyde de titane

Résumé

Au sein de la Thématique Nanoform, Axe Nanosciences, ICB, nous réalisons la croissance de nanostructures hybrides 1D, 2D et 3D à base de TiO2 par MOCVD. Nos travaux portent sur l’aspect théorique de la formation de ces nanostructures (modèles de croissance et cinétique, structure et texture) et l’étude des propriétés photoélectriques, optiques, physicochimiques ainsi que sur le développement d’applications de ces structures dans le domaine de la physique (random laser), de la photocatalyse, de l’énergie (cellules solaires). Sous certaines conditions parfaitement maitrisées, nous obtenons des structures à base de TiO2, étonnamment originales jamais décrites dans la littérature : feuilles, tiges, canaux, creusets, nanostructures originales COHN (COaxiales Heterostructures Nanowires) Nos travaux précédents ont permis d’identifier l’origine probable de ces structures : utilisation de catalyseurs ferromagnétiques en présence d’un chauffage à induction. L’étude de ce mécanisme est totalement nouvelle.

mots clés

• TiO2
• Mocvd
• Nanostructures
• Growth model

Titre traduit

Study of TiO2 nanostructures grown in a MOCVD reactor in presence of metallic catalysts. Valorization of these TiO2 nanostructures

Résumé

Within the Nanoform Theme, Ax Nanosciences, ICB, we realize the growth of 1D, 2D and 3D hybrid nanostructures based on TiO2 by MOCVD. Our work deals with the theoretical aspect of the formation of these nanostructures (growth and kinetic models, structure and texture) and the study of photoelectric, optical and physicochemical properties as well as the development of applications of these structures in physics (random laser), photocatalysis, energy (solar cells). Under certain perfectly controlled conditions, we obtain original TiO2 structures not yet described in the literature: membranes, rods , canals, crucibles, COHN (COaxiales Heterostructures Nanowires). Our previous work made it possible to identify the probable origin of these structures: use of ferromagnetic catalysts in the presence of induction heating. The study of this mechanism is totally new.