Microscopie par génération de somme de fréquences optiques : application aux polymères de coordination chiraux

Optical sum-frequency generation microscopy : application to chiral coordination polymers

• Auteur / Autrice : Gregory Taupier
• Direction : Kokou-Dodzi Dorkenoo, Alex Boeglin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 29/11/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Assfeld
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Gilliot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Hache, Vincent Rodriguez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chiralité

Isotropie

Metal-organic frameworks

Optique non linéaire

Microscopie

Mots clés libres

Génération de somme de fréquences

Milieu isotrope chiral

Polymère de coordination

Sum frequency generation

Isotropic chiral medium

Coordination polymer

Résumé

Nous avons mis en place un dispositif de microscopie par génération de somme de fréquences optiques pour étudier les milieux isotropes chiraux. Ce dispositif a tout d'abord été validé en utilisant la molécule chirale de bi-2-naphtol en solution liquide et en milieu sol-gel. Nous avons établi les conditions expérimentales permettant de limiter les phénomènes de blanchiment par absorption biphotonique du chromophore. Nous avons ensuite entrepris une étude des polymères de coordination chiraux élaborés à partir de l'auto-assemblage de ligands organiques chiraux et d'ions métalliques en solution. Nous avons mesuré un signal SFG chiral apparaissant lors du séchage de films de polymères et de complexes de coordination chiraux. Nous démontrons ainsi que la technique de microscopie SFG spécifique des milieux isotropes chiraux permet de détecter le processus de coordination des polymères de coordination chiraux en phase condensée et de suivre l'établissement de la phase solide.

We have built a set-up to perform sum frequency generation (SFG) microscopy in order to study isotropic chiral media. This set-up was first validated with molecules of bi-2-naphthol in liquid solution and sol-gel matrices. We have established the experimental conditions to limit the bleaching phenomena of the chromophore by two-photon absorption. Next, we have conducted a study of chiral coordination polymers produced through the self-assembly of chiral organic ligands and metal ions in solutions. We have measured a chiral SFG signal developing while films of chiral coordination polymers and complexes are drying. Thus we show that SFG microscopy specific to isotropic chiral media makes it possible to detect the coordination process of chiral coordination polymers in the condensed phase and monitor the establishment of the solid phase.