Matériaux luminescents mécanochromes à base de clusters d’iodure de cuivre

Luminescent mechanochromic materials based on copper iodide clusters

• Auteur / Autrice : Raquel Utrera Melero
• Direction : Sandrine Perruchas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie inorganique
• Date : Soutenance le 24/11/2020
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) - Institut des Matériaux Jean Rouxel / IMN
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Jobic
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myrtil Kahn, Christophe Lescop, Yann Pellegrin, Marie-Christine Sainte Catherine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aude Demessence, Lydie Viau
• DOI : 10.70675/53e19398z99c6z4d88zb2f8zd0d594070acc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Clusters (chimie)

Iodures

Teneur en cuivre

Luminophores

Théorie de la fonctionnelle de la densité

Résonance magnétique nucléaire

Diffraction des rayons X

Mots clés libres

Clusters moléculaires

Iodure de cuivre

Mécanochromisme de luminescence

Molecular clusters

Copper iodide

Luminescence mechanochromism

Résumé

Les matériaux luminescents dont les propriétés sont modifiables sous l’effet de stimuli externes, présentent des applications potentielles en tant que systèmes de détection. Cette thèse a porté sur l’étude de clusters moléculaires d’iodure du cuivre (I) coordinés par des ligands phosphines, présentant des propriétés de mécanochromisme de luminescence. Ces composés se caractérisent par un changement de leur longueur d’onde d’émission en réponse à une sollicitation mécanique. Ainsi, au cours de cette thèse, de nouveaux clusters ont été synthétisés et caractérisés. L’établissement de relations structure-propriétés a permis d’étudier les mécanismes à l’origine de leurs propriétés mécanochromiques. Les principales techniques de caractérisation employées sont la RMN solide, la diffraction des rayons X, les spectroscopies Infrarouge et Raman. Des calculs DFT (Density functional theory) ont également été menés et ont permis de rationaliser les différents résultats obtenus et en particulier les propriétés optiques observées. En plus des propriétés de mécanochromisme, ces composés ont la particularité de présenter des propriétés de thermochromisme de luminescence. Des propriétés d’émission induite par agrégation (AIE) ont été aussi mises en évidence pour ces clusters. Afin d’obtenir des clusters présentant une émission multiple, des ligands portant de groupements luminescents ont également été étudiés.

Materials exhibiting luminescence stimuli-responsive properties, present potential applications as detection systems. This thesis concerns the study of copper (I) iodide molecular clusters coordinated by phosphine ligands, which exhibit mechanochromic luminescence properties. These compounds are characterized by a change of their emission wavelength in response to mechanical stress. In this thesis, new clusters were synthesized and characterized. The establishment of structureproperties relationships permit to study the mechanisms responsible for their mechanochromic properties. The main characterization techniques used are solid-state NMR, X-ray diffraction, Infrared and Raman spectroscopies. DFT (Density functional theory) calculations were also carried out to rationalize the different results and in particular the optical properties. In addition to the mechanochromic properties, these compounds have the particularity of exhibiting thermochromic luminescence properties. Aggregation-induced emission (AIE) properties were also demonstrated for these clusters. In order to obtain clusters exhibiting multiple emission, ligands having luminescent groups were also studied.