Etude de l'influence de la structure et de la composition de matériaux hybrides monolithiques sur les propriétés optiques (luminescence et absorption non-linéaire) PDF Download
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Author: Denis Chateau
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Languages : fr
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Book Description
Le procédé sol-gel permet la réalisation de matériaux optiquement performants et la possibilité d'intégrer diverses molécules dans ces systèmes ouvre les portes à des applications dans de nombreux domaines. Nous nous sommes intéressés en particulier à la réalisation de matériaux sol-gel monolithiques, fortement dopés avec des molécules actives, dans le cadre de la réalisation de limiteurs optiques performants dans le visible et dans l'infrarouge.La mise au point de procédés et de matrices sol-gel compatibles avec divers types de chromophores a tout d'abord été effectuée. Une investigation des paramètres expérimentaux et de la nature des précurseurs influençant la microstructure des matériaux a été réalisée, ainsi que la mise au point de méthodes de gélification accélérée capables de piéger efficacement les chromophores dans les matrices sol-gel même à de très hautes concentrations.Le dopage des matrices obtenues avec différents chromophores pour la limitation optique dans le visible et dans l'infrarouge s'en est suivi, avec une étude de l'impact des matrices sur les propriétés optiques des dopants. L'évaluation des performances en limitation a révélé les performances exceptionnelles des systèmes étudiés dans le visible, et des résultats prometteurs pour l'infrarouge.Enfin, la synthèse de nanoparticules d'or isotropes et anisotropes et leur incorporation dans les matériaux préparés a permis de mettre en évidence des effets d'exaltation importants sur les propriétés non-linéaires des chromophores au sein des matrices sol-gel et permettent d'améliorer les performances en limitation de manière considérable.
Author: Denis Chateau
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Languages : fr
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Le procédé sol-gel permet la réalisation de matériaux optiquement performants et la possibilité d'intégrer diverses molécules dans ces systèmes ouvre les portes à des applications dans de nombreux domaines. Nous nous sommes intéressés en particulier à la réalisation de matériaux sol-gel monolithiques, fortement dopés avec des molécules actives, dans le cadre de la réalisation de limiteurs optiques performants dans le visible et dans l'infrarouge.La mise au point de procédés et de matrices sol-gel compatibles avec divers types de chromophores a tout d'abord été effectuée. Une investigation des paramètres expérimentaux et de la nature des précurseurs influençant la microstructure des matériaux a été réalisée, ainsi que la mise au point de méthodes de gélification accélérée capables de piéger efficacement les chromophores dans les matrices sol-gel même à de très hautes concentrations.Le dopage des matrices obtenues avec différents chromophores pour la limitation optique dans le visible et dans l'infrarouge s'en est suivi, avec une étude de l'impact des matrices sur les propriétés optiques des dopants. L'évaluation des performances en limitation a révélé les performances exceptionnelles des systèmes étudiés dans le visible, et des résultats prometteurs pour l'infrarouge.Enfin, la synthèse de nanoparticules d'or isotropes et anisotropes et leur incorporation dans les matériaux préparés a permis de mettre en évidence des effets d'exaltation importants sur les propriétés non-linéaires des chromophores au sein des matrices sol-gel et permettent d'améliorer les performances en limitation de manière considérable.
Author: Mika Sillanpää
Publisher: Elsevier
ISBN: 0128192267
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 462
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Book Description
Advanced Water Treatment: Advanced Oxidation Processes reviews the most recent research findings and discusses new photocatalysts (such as TiO2, etc.) and their performance under different conditions. Furthermore, the book includes the use of UV LEDs (with H2O2) for the decomposition of organic pollutants and bacteria in various conditions and water samples. Advanced oxidation processes (AOPs) have widely been used in water and wastewater treatment. This book highlights their work towards improving energy-efficient and environmentally friendly technology for growing needs in water treatment. - Includes most recent research on advanced water treatment using photocatalysis - Covers novel photocatalysts for water purification - Presents the use of sulphide materials in water purification
Author: Nicolas Louvain
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Languages : fr
Pages : 350
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Book Description
Les matériaux hybrides organique/inorganique présentent la possibilité de pouvoir réunir, au sein d'un même composé, les propriétés initiales des constituants organiques (solubilité, flexibilité) et inorganiques (propriétés électroniques, optiques, magnétiques) voire de posséder des propriétés nouvelles supérieures à la simple somme des propriétés initiales. Au cours des présents travaux, nous avons porté notre attention sur les relations structures-propriétés au sein d'halogénométallates hybrides incorporant des cations organiques du type alkylammonium fonctionnalisés. Au cours de la première partie, une étude des changements conformationnels à l'état solide de molécules organiques incorporées dans des composés hybrides a été réalisée. Nous avons pu montrer que ces changements s'accompagnent de transitions structurales, phénomènes mis en évidence par les variations des propriétés optiques non linéaires à l'état massif et sous forme de films minces. La deuxième partie concerne l'étude structurale et théorique d'interactions disulfure-disulfure et disulfure-iodure à l'état solide. Ce travail montre que ces interactions intermoléculaires sont faibles, et principalement d'origine orbitalaire. Elles pourraient néanmoins être responsables de l'obtention de certaines structures présentant des transitions de phases activées par la température. Enfin, nous avons souligné l'influence de la fonctionnalisation de cations organiques du type éthylammonium sur la géométrie de réseaux inorganiques pérovskites hybrides et dérivés. Limiter la gêne stérique du cation et les interactions à l'interface organique/inorganique permet de réduire le band-gap de ces composés.
Author: Nicola Daldosso
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Languages : fr
Pages : 159
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Dans ce travail experimental, des systèmes confinés de silicum tels que le silicum poreux et des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe ont été étudiés, dans le but de contribuer au débat concernant les mécanismes d'émission de luminescence. L'idée centrale était de trouver une corrélation entre les propriétés optiques et structurales afin de caractériser les sites luminescents. Pour cela, nous avons utilisé les potentialités de la spectroscopie d'absorption des rayons X ; des spectres de "total electonyied" (TEY) et de "photo-luminescence yied" (PLY) ont été analysés (EXAFS ou XANES) pour obtenir des informations électroniques et structurales. La comparaison entre TEY et PLY a permis de carctériser les nanostructures luminescentes à l'aide d'une interprétation basée sur la sélectivité de la technique PLY aux sites luminescents. L'étude du silicium poreux a mis en évidence le lien existant entre la préparation des échantillons et les caractéristiques optiques et struturales. Nos mesures ont montré que le mécanisme d'émission est surtout dû au confinement quantique des nanostructures; cependant l'influence de la passivation de la surface, particulièrement celle des oxydes et hydroxides, ne peut être négligée. L'étude des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe a été effectuée grâce à la sensitivité de la technique PLY et nous a conduit à une caractérisation structurale de la région d'interface entre les nanocristaux et la matrice de silice amorphe. L'interprétation des résultats expérimentaux a été menée conjointement avec une discussion plus générale sur la sélectivité de la technique PLY, comportant une comparaison critique avec d'autres travaux reportés dans la littérature. Nous avons montré qu'il est possible non seulement de distinguer les nanostructures luminescentes des nanostructures non-luminescentes, mais de sélectionner différentes sites luminescents par l'intermédiaire de leur énergie d'émission (PLY partiel).
Author: ANNE-CHRISTINE.. FRANVILLE
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Languages : fr
Pages : 223
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CE TRAVAIL PRESENTE UNE VOIE ORIGINALE D'OBTENTION DE MATERIAUX LUMINESCENTS PAR ASSOCIATION, VIA UNE LIAISON COVALENTE, D'UN COMPLEXE ORGANIQUE DE TERRES RARES (EU 3 +, TB 3 +, GD 3 +) ET D'UNE MATRICE DE SILICE ELABOREE PAR VOIE SOL-GEL. LA SYNTHESE CIBLEE DE PRECURSEURS MOLECULAIRES DE TYPE ORGANOALCOXYSILANES A ETE REALISEE A PARTIR DE CHROMOPHORES PYRIDINIQUES ET D'ALCOXYDES MODIFIES ; LA COMPLEXATION PAR DIFFERENTS IONS LANTHANIDIQUES DES LIGANDS SILICIES DERIVES ET LA FORMATION DU RESEAU D'OXYDE PAR HYDROLYSE/CONDENSATION SONT MENEES IN-SITU LORS DU PROCEDE SOL-GEL. LA MODIFICATION DU CHROMOPHORE ORGANIQUE (ACIDE DIPICOLINIQUE, 2,6-DICARBOXY-4-PHENYL-PYRIDINE, 2,6-DICARBOXY-4-PHENYLETHYNYL-PYRIDINE ET 2,6-DI(3-CARBOXYPYRAZOLYL)-PYRIDINE), LE CHANGEMENT DE NATURE DE LA FONCTION COMPLEXANTE (AMIDES SECONDAIRE OU TERTIAIRE) ET L'AJUSTEMENT DES PARAMETRES EXPERIMENTAUX DE SYNTHESE (PH DU MILIEU, RAPPORT SI(OR) 4/MONOMERE) ONT ETE SUCCESSIVEMENT ENVISAGES AFIN DE MODULER LES CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DES MATERIAUX HYBRIDES. LE GREFFAGE COVALENT DU CHROMOPHORE, LA COMPOSITION ET L'ORGANISATION DE LA MATRICE MINERALE AINSI QUE LE MODE DE COORDINATION DES IONS DE TERRES RARES ONT ETE CARACTERISES PAR SPECTROSCOPIES INFRAROUGE ET RMN ( 1H, 1 3C, 2 9SI) ET PAR ANALYSES ELEMENTAIRES, REVELANT D'EVIDENTES ANALOGIES CHIMIQUES ET STRUCTURALES POUR LES HYBRIDES ET LES COMPOSES ORGANIQUES DE REFERENCE. LES ETUDES OPTIQUES ONT MONTRE UNE INVARIANCE DES POSITIONS DES NIVEAUX D'ABSORPTION DES CHROMOPHORES ET DES CENTRES LUMINESCENTS, UNE REPARTITION SPECTRALE EN EMISSION GLOBALEMENT INCHANGEE ET DES DUREES DE VIE DES ETATS ELECTRONIQUES EXCITES COMPARABLES ENTRE LES COMPLEXES HYBRIDES ET LEURS HOMOLOGUES ORGANIQUES. L'UTILISATION DE LASERS IMPULSIONNELS ET DE LA SPECTROSCOPIE RESOLUE DANS LE TEMPS (TRS) A PERMIS DE PRECISER LE ROLE DES PHONONS DE RESEAU (GROUPEMENTS OH) DANS LES PROCESSUS DE RELAXATION NON RADIATIFS. LES CINETIQUES DE DESEXCITATION ET DE TRANSFERT ONT ETE INTERPRETEES ET DISCUTEES SUR LA BASE DU MODELE D'ATE (ABSORPTION-TRANSFERT-EMISSION). L'AMELIORATION DES RESISTANCES THERMIQUES NOTEES EN PRESENCE DU RESEAU D'OXYDE MINERAL, ENTRE 115 ET 150\C SELON LES CONDITIONS, ET LA CONSERVATION DES RENDEMENTS LUMINEUX DE LA MOLECULE ORGANIQUE A LA HAUTEUR DE 85% DANS LE COMPOSE HYBRIDE RESULTANT OFFRENT DE REELLES POTENTIALITES POUR L'UTILISATION DE TELS MATERIAUX COMME LUMINOPHORES.
Author: Adrien Liotta
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Les nanoparticules d'or (AuNPs) intriguent tout particulièrement ces dernières années de par leurs propriétés fascinantes. Elles sont variables selon la forme et la taille des nanoparticules ce qui en fait des objets ouvrant des perspectives dans plusieurs domaines. L'or est d'autant plus intéressant qu'il a une grande flexibilité de ces bandes de résonance plasmon de surface, allant du visible au proche infrarouge (IR). Au cours de cette thèse, nous avons donc travaillé sur la synthèse d'AuNPs de tailles et de formes différentes pour pouvoir travailler à de nombreuses longueurs d'onde du visible à l'IR. Cette multitude de AuNPs nous a permis d'étudier l'effet de ces différentes résonances plasmons sur des chromophores afin d'essayer de comprendre les mécanismes de ces interactions. Le but final de ces travaux, outre l'amélioration de la compréhension de ces interactions, est la réalisation de matériaux monolithiques pour l'optique par une approche sol-gel permettant l'incorporation de molécules optiquement actives et de ces systèmes plasmoniques, qui donnent des propriétés intéressantes aux matériaux obtenus. Nous nous sommes intéressés plus précisément aux propriétés d'absorption non-linéaire, dans le but de réaliser des matériaux limiteurs optiques pour protéger des systèmes optiques contre des rayonnements intenses, comme les lasers. Ces systèmes ont commencé à être mis au point dans les thèses précédentes faites au laboratoire mais la compréhension amenée par ces travaux auront permis d'approfondir les interactions particules-chromophores et le rôle de la longueur d'onde de la résonance plasmon afin d'optimiser l'efficacité en limitation optique.
Author: Izabela Fuks
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Pages : 139
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Ce travail de thèse est consacré aux études théoriques et expérimentales des effets optiques non linéaires du troisième ordre dans de nouveaux matériaux à conjugaison électronique élevée. Ces études concernent en particulier des fullerènes modifiés, des polyènes linéaires ainsi que des composés ramifés [i.e. ramifiés] oligothienylenovinylènes. La partie expérimentale est consacrée à une description des techniques utilisées pour la détermination des propriétés optiques non linéaire. Nous avons démontré une bonne corrélation entre les structures chimiques (type de liaisons, l'influence de la dimensionnalité) des composés étudiés et leur réponse non linéaire du troisième ordre. Un bon accord entre les résultats expérimentaux et les simulations est obtenu. Ce travail présente une étude assez complète sur les propriétés non linéaires des molécules choisies et nouvellement synthétisées. Il s'agit d'une contribution à la fois importante et utile dans le domaine des matériaux fonctionnels. L'originalité de ce travail consiste surtout en un choix original des composés suivant leur potentialité d'application en optique non linéaire telles que mémoires optiques, la commutation tout optique et la limitation optique.
Author: Aymen Yangui
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Languages : fr
Pages : 0
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Les matériaux hybrides organiques inorganiques ont attirés l'attention vue qu'ils présentent des propriétés optiques et optoélectroniques fascinantes comme la forte photoluminescence même à température ambiante. Cet axe de recherche relativement nouveau, sur cette famille de matériaux, offre une variété d'opportunités technologiques. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés par l'étude des propriétés optiques des deux matériaux hybrides organiques inorganiques (C6H11NH3)2[PbI4] et (C6H11NH3)2[PbBr4], et principalement leurs propriétés de luminescence. Les résultats montre que sous excitation dans l'ultraviolet, (C6H11NH3)2[PbBr4] émet de la lumière blanche, même à température ambiante, ce qui présente un grand intérêt de l'utilisation de ces matériaux comme source d'émission de la lumière blanche. L'origine de cette émission a été étudié par différentes techniques comme la photoluminescence résolution en temps.
Author: Maggy Dutreilh-Colas
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Languages : fr
Pages : 187
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Book Description
Les verres du système TeO(2)-Tl(2)O possèdent des performances non linéaires élevées mais leur fragilité diminue l'intérêt de ces matériaux pour des applications potentielles. Notre objectif consistait à renforcer mécaniquement ces verres par ajout d'oxyde de gallium et étudier l'influence de l'ajout d'un troisième élément hyperpolarisable à paire libre (Pb2+). Nous avons étudier les systèmes TeO(2)-Tl(2)O-Ga(2)O(3) et TeO(2)-Tl(2)O-PbO. Les domaines vitreux ont été délimités, la stabilité thermique et le comportement à la cristallisation des verres ont été précisés par analyses couplées thermoduffraction des RX-DSC. Leurs principales caractéristiques physico-chimiques ont été déterminées et leurs évolutions analysées. La justification de leur comportement thermique et leur évolution avec la composition nécessitent une étude préalable des diagrammes de phases à l'équilibre thermodynamique et hors des systèmes TeO(2)-Tl(2)O-Ga(2)O(3) et TeO(2)-Tl(2)O-PbO. Ces études ont mis en évidence deux nouvelles phases Ga(2)Te(4)O(11) et PbTe(5)O(11) qui ont fait l'objet d'une étude radiocristallographique. L'évolution progressive des polyèdres oxygénés du tellure de TeO(4) interconnectés vers TeO(3) isolés, avec le taux croissant en ajout (Tl, Pb) a été suivie par diffusion Raman et absorption des RX. Ces verres sont constitués d'entités TeO(x) (x=3 et/ou 3+1 et/ou 4) reliées entre elles par des ponts simples (sommet) ou doubles (arêtes). Les mesures d'ONL ont confirmé que les verres du système TeO(2)-Tl(2)O sont actuellement les matériaux oxydes les plus performants en terme de réponse non linéaire. L'ajout d'oxyde de gallium, bien que diminuant légèrement les propriétés optiques de ces verres, améliore sensiblement leur tenue mécanique et leur faisabilité. Alors que l'ajout de plomb augmente légèrement la réponse non linéaire mais offre une moins bonne tenue mécanique
Author: GERMAIN.. PUCCETTI
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Book Description
L'ETUDE, EN OPTIQUE NON LINEAIRE, DE STRUCTURES MOLECULAIRES CONSTITUE UNE ETAPE ESSENTIELLE DANS LE PROCESSUS D'ELABORATION DE MATERIAUX ORGANIQUES. DIFFERENTES FAMILLES DE MOLECULES TELLES QUE A TRANSFERT DE CHARGE RESTREINT (COMPOSES POLY-SILICIES ET POLY-NAPHTYLES), DES COMPLEXES ORGANOMETALLIQUES, ONT ETE ETUDIEES POUR LEURS PROPRIETES NON LINEAIRES DU SECOND ORDRE (POLARISABILITE ). L'INFLUENCE DE LA NATURE ELECTRO-ACTIVE DES SUBSTITUANTS ET DE LA LONGUEUR DE CONJUGAISON SUR L'HYPERPOLARISABILITE DU SECOND ORDRE Y A ETE INVESTIE DANS LE CAS DES COMPOSES POLYENIQUES ET LES RESULTATS DISCUTES EN TERMES DE MODELE A TROIS NIVEAUX. AUCUN EFFET DE SATURATION DE L'HYPERPOLARISABILITE A TRES LONGUE CHAINE, TEL QUE PREVU PAR LES CALCULS DE MODELISATION THEORIQUES, N'EST OBSERVE A LONGUE CHAINE DE CONJUGAISON. LA POSSIBILITE D'APPLIQUER UN CHAMP ELECTRIQUE SUR PLUSIEURS NOUVELLES MATRICES SOL-GELS A ETE DEMONTREE PAR L'ORIENTATION DE MOLECULES POLAIRES DISSOUTES DANS LE MILIEU. DES MESURES DE POLARISABILITES DU SECOND ORDRE DE CHROMOPHORES ORGANIQUES DISSOUS DANS DIFFERENTES MATRICES SOL-GELS SONT PRESENTEES. LE DOPAGE PAR UNE MOLECULE DE COLORANT LASER, 1,1,3,3,3,3-HEXAMETHYL-INDOTRICARBOCYANINE IODATE: HITC, BIEN CONNUE POUR SES PROPRIETES DE FLUORESCENCE ET SA GRANDE POLARISABILITE DU TROISIEME ORDRE, A MONTRE UNE SENSIBILITE DE LA STRUCTURE A L'ACIDITE RESIDUELLE DU MILIEU. EN TROISIEME LIEU LA CARACTERISATION SYSTEMATIQUE EN OPTIQUE NON LINEAIRE QUADRATIQUE D'UN CRISTAL MOLECULAIRE, LE 5-NITROURACILE, QUADRATIQUE EST PRESENTEE. CE TRAVAIL MET EN EVIDENCE UNE TRANSPARENCE ETENDUE VERS LE BLEU (JUSQU'A 410 NM) COMBINEE A UN COEFFICIENT D#1#4 DE 8.7 PM/V (A 1.06 MM) ET A DES SEUILS DE DOMMAGE TRES ELEVES (>1 GW/CM#2 A 532 NM). L'EXCELLENTE STABILITE CHIMIQUE ET PHOTOCHIMIQUE DU MATERIAU AINSI QUE LA POSSIBILITE D'OBTENIR DES MONOCRISTAUX DE TAILLE IMPORTANTE (52015 MM#3) EN FONT UN TRES BON CANDIDAT POUR LE DOUBLEMENT EFFICACE DE FREQUENCE OU LA GENERATION D'EFFETS PARAMETRIQUES
