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Theses Year : 2010

Syntheses and characterizations of II-VI semiconductor nanoparticules with controlled shapes

Synthèses et caractérisations de nanoparticules de semiconducteurs II-VI de géométries contrôlées

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Abstract

We have determined the local pressure in CdS/ZnS nanocrystals, thanks to the manganese phosphorescence signal. A few dopant atoms per nanoparticle were placed at controlled radial positions in a ZnS shell formed layer by layer. The experimental pressure measurements are in good agreement with a simple spherically symmetric elastic continuum model. Using spherically symmetric elastic continuum model could be used to better understand some structural phenomena observed in these nanocrystals, such as changes in crystalline phases, or cracking of some shells and could be used to design better core/shell nanoparticles. In a second step, we developed the colloidal synthesis of CdSe, CdS and CdTe quantum wells. The thicknesses of these nanoparticles are tuned at the atomic level and they present some new physical properties. We cite, in particular, their emission with a full width half maximum of the order of kT at room temperature. Finally, we show that it is possible to laterally extend these nanoparticles and we used the k.p model applied to quantum wells to determine the real values of nanoplatelets thicknesses and to verify the physical parameters for the three materials.
Nous avons déterminé la pression locale dans des nanocristaux de CdS/ZnS grâce à la phosphorescence de l'ion manganèse. Cet élément dopant a été placé suivant des positions radiales contrôlées dans une coque de ZnS formée couches par couches. Les mesures de pression expérimentales sont remarquablement proches de celles déterminées en utilisant le modèle simple de mécanique d'une sphère élastique isotrope. Ainsi le modèle de la sphère élastique isotrope peut servir à la compréhension de certains phénomènes observés tels que les changements de phases cristallines, ou la rupture sous contraintes de certaines coques et peut permettre une meilleure conception des nanoparticules coeur/coque. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point la synthèse de puits quantiques colloïdaux de CdSe, CdS et CdTe. L'épaisseur de ces nanoparticules est contrôlée à la monocouche atomique près et elles présentent des propriétés physiques exceptionnelles. Nous citerons, notamment, leur émission avec des largeurs à mi-hauteur de l'ordre de kT à température ambiante. Enfin, nous montrons qu'il est possible d'étendre latéralement ces nanoparticules et le modèle k.p appliqué aux puits quantiques permet de revenir aux vraies épaisseurs des nanoplaquettes et de vérifier les paramètres physiques pour les trois matériaux.
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Dates and versions

pastel-00538570 , version 1 (22-11-2010)

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  • HAL Id : pastel-00538570 , version 1

Cite

Sandrine Ithurria Lhuillier. Synthèses et caractérisations de nanoparticules de semiconducteurs II-VI de géométries contrôlées. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00538570⟩
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