Nanocristaux luminescents optiquement actifs formés via des nanorubans de silice chiraux

Abstract

Les matériaux chiraux existent partout dans notre monde à différentes échelles et jouent un rôle important dans la biopharmaceutique, la catalyse chirale, la reconnaissance moléculaire, la détection ou la spintronique. Les matériaux inorganiques tels que les nanocristaux luminescents (NC) présentent d’excellentes propriétés optiques et une résistance élevée à la photo oxydation par rapport aux matériaux optiques organiques. Les NC ont été largement utilisés dans l’éclairage, l’affichage, les cellules solaires, les photodétecteurs, etc. Si une chiralité est induite aux NC, des applications plus avancées peuvent être envisagées. C’est pourquoi de plus en plus d’ études se concentrent sur l’étude de la chiralité endossée aux NC. En général, il existe quatre façons de doter de chiralité des NC 1) les NC recouverts de ligands chiraux, 2) les NC préparés avec un réseau chiral, 3) les NC préparés avec une forme chirale, 4) l’auto organisation chirale des NC. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l’attribution de chiralité aux NC pour obtenir des NC chiraux avec un facteur g dissymétrique élevé par leur auto-organisation chirale à la surface des rubans de silice chirale inorganiques et la préparation des NC en forme chirale à l’intérieur des rubans de silice chirale creuse. 1) Auto-organisation chirale de NCs. Les NC greffés à la surface des rubans de silice chirale ne présentent aucune propriété chiro optique à l’état de suspension. Cependant, lorsque les suspensions sont séchées sous forme de film, de fortes propriétés chiro optiques apparaissent. Ces résultats sont différents de la nanoparticule d’or greffée à la surface de structures organiques ou inorganiques qui montrent une forte induction de chiralité en état de suspension. Dans le but d’étudier le mécanisme d’induction de la chiralité par auto-organisation chirale , une étude systématique a été effectuée sur des NCs de type CdSe. Les effets du greffage des NCs avec différentes densités, tailles, structures cristallines et formes ont été étudiés. L’ensemble des observations nous donne des indices puissants pour concevoir des nano-systèmes chiro-optiques efficaces basés sur des composants inorganiques silice QD. 2) NCs de forme chirale. Les nanocristaux de pérovskite (PCN) de forme hélicoidale droite ou gauche ont été élaborés via une méthode simple de recristallisation par supersaturation. La synthèse a lieu à l’intérieure de la double paroi des hélices de silice. Les hélices de PNC droites montrent des signaux CPL positifs, tandis que les PNC gauches montrent des signaux CPL négatifs avec un facteur g dissymétrique allant jusqu’à +/ 2 10 2 . En outre, les PNC droite et gauche montrent de forts CD opposés avec un facteur g dissymétrique (+/ 1,5 * 10 2 ). L es grandes valeurs de ces facteurs g enrichit considérablement le domaine des PNCs chiraux utiles pour des applications spécifiques.