Impact de la réduction de la taille de l'analogue bleu de Prusse RbMnFe sur les propriétés magnétiques et optiques non-linéaires

Impact of downsizing the RbMnFe Prussian blue analog on the magnetic and non-linear optical properties

• Auteur / Autrice : Thi Thiet Vu
• Direction : Guillaume Chastanet, Éric Freysz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 10/03/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Cyril Aymonier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Chastanet, Éric Freysz, Laure Catala, Jérôme Long, Rodrigue Lescouëzec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laure Catala, Jérôme Long

Mots clés

Mots clés contrôlés

Magnétisme moléculaire

Pigments

Science des matériaux

Solides moléculaires

Mots clés libres

Nanoparticules

Analogue du bleu de Prusse

Propriétés de commutation

Propriétés optiques non linéaires

Nanoparticles

Prussian blue analogue

Switching properties

Non-linear optical properties

Résumé

Les composés RbxMn[Fe(CN)6](x+2)/3.zH2O (RbMnFe) sont des analogues du bleu de Prusse hautement multifonctionnels. Les composés RbMnFe (0,6 x ≤ 1) peuvent transiter entre les phases Haute Température (HT, avec des paires Mn(II)-Fe(III)) et Basse Température (BT, avec des paires Mn(III)-Fe(II)), grâce à un transfert d'électrons métal-métal. Ce transfert d'électrons est réversible et se produit avec un effet mémoire sur une plage de température de 100 K, autour de la température ambiante. De plus, les structures BT et HT sont non-centrosymétriques, ce qui confère des propriétés optiques non linéaires dans les deux états et de la ferro-électricité. Malgré son intérêt pour l'intégration dans les dispositifs électroniques moléculaires, la synthèse de ces composés à l'échelle nanométrique est peu étudiée. Ce projet vise la réduction de taille à l'échelle nanométrique de ces composés et étudier son impact sur les propriétés de commutation et les propriétés optiques non linéaires. Ce travail fournit de nouvelles informations et compréhensions sur le système RbMnFe à l'échelle nanométrique avant d’implémenter ce composé dans des dispositifs.

The Prussian blue analogue RbxMn[Fe(CN)6](x+2)/3.zH2O (RbMnFe) is highly multifunctional. The RbMnFe compounds (0.6 ≤ x ≤ 1) can switch between High Temperature (HT, with Mn(II)-Fe(III) pairs) and Low Temperature (LT, with Mn(III)- Fe(II) pairs) phases, thanks to a metal-metal electron transfer. This electron transfer is reversible and occurs with a memory effect over a 100 K temperature range, around room temperature. Moreover, both LT and HT structures are non-centrosymmetric, leading to nonlinear optical properties in both states and ferro-electricity. Despite its interest for integration in molecular electronic devices, synthesis of RbMnFe nanoparticles are very scarce. The current project targets the size reduction to the nanoscale of these compounds and to study how it impacts the switching properties and nonlinear optical properties. This work provides new insights and understanding of the RbMnFe system at the nanoscale before processing the compound into devices.