Synthèse, propriétés et applications de verres contenant des quantum dots de chalcogénure

Synthesis, properties and applications of glasses containing chalcogenide quantum dots

• Auteur / Autrice : Zheng Wang
• Direction : Xiang Hua Zhang, Shiqing Xu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Science de la Matière, des Molécules et Matériaux (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Jury : Président / Présidente : Maryline Guilloux-Viry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bo Fan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yanyan Guo, Mathieu Allix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs électroluminescents

Verres de chalcogénures

Mots clés libres

Verres à quantum dots

Quantum dots de chalcogénure

Propriétés luminescentes

Application optique

Quantum dots glass

Chalcogenide quantum dots

Luminescent property

Optical application

Résumé

Dans cette thèse, la synthèse, les propriétés et les applications de verres contenant des quantum dots (QDs) de chalcogénure ont été étudiées. Des verres contenant des QDs à base de chalcogénure de plomb (PbSe ou PbS) ont été préparés. Leurs propriétés optiques et leurs applications potentielles ont été explorées en combinaison avec le co-dopage aux ions Tm3+. De plus, sur la base de ces résultats, des verres contenant des QDs de ZnS ou de ZnSe, sans plomb, ont été préparés avec succès. Leurs performances luminescentes ont été encore améliorées par dopage avec des ions de métaux de transition représentés ici par le nickel. Ces résultats jettent les bases pour l’amélioration des propriétés optiques de verres contant des QDs à base de chalcogénure de plomb et aussi pour le développement de verres aux QD sans métaux lourds et donc plus respectueux de l’environnement. Bien que des améliorations futures soient possibles et nécessaires pour des applications réelles, ces verres aux QDs de chalcogénure, développés dans ce travail, présentent un potentiel d'applications dans les domaines des concentrateurs solaires luminescents, de l'anti-contrefaçon optique, de l'éclairage à semi-conducteurs et de la mesure optique de la température.

In this dissertation, the synthesis, properties and applications of glasses containing chalcogenide quantum dots (QDs) have been studied. Multicomponent lead chalcogenide QDs glasses (containing PbSe or PbS QDs) were successfully prepared, and their optical properties and potential applications were explored in combination with rare earth Tm3+ ion doping. In addition, based on the results, lead-free and environmentally friendly chalcogenide QDs glasses (containing ZnS or ZnSe QDs) were successfully prepared, and its luminescent performance was further improved by doping with transition metal nickel ions. These results lay the foundation for the improvement of optical properties of lead-based chalcogenide QDs and for the development of environmentally friendly heavy metal-free chalcogenide QDs glasses. Although future improvements are possible and necessary for practical applications, these chalcogenide QDs glasses developed in this work have application potential in the fields of luminescent solar concentrators, optical anti-counterfeiting, solid-state lighting, and optical temperature sensing.