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Theses Year : 2019

Research of new colours and morphologies in persistent luminescence materials

Recherche de nouvelles couleurs et morphologies dans les matériaux à luminescence persistante

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Abstract

Persistant luminescence is the property of some materials to store energy of light (basically UV). This energy is stored as electrons and (or) holes traped by defects. This materials may also be able to give back this energy as visible light or near infrared during some hours. The mecanism involved in this phenomena is still poorly understood. The aim of this PhD project is to clarify this mecanism by studying diferent kinds of persistant luminescence materials and to try this property in a new application field: outdoor applications (sunlight charging) or to able this materials to be excited by non-containing UV lamps (white LEDs). Therefore, it's necessary to learn more about the "charging" process. The PhD student will study to kinds of matrix: i) Transparent ceramics in which nanocristals of persistant luminescence materials will be precipitated. Excitation, trapping and emission phenomena will be studied by optical spectroscopies and EPR after optical excitation. This work will be done at the IRCP in collaboration with Didier Gourier's group (IRCP) and Mathieu Allix (CEMHTI, Orléans). ii) Persistant cristals. Here the student will show and caracterise this phenomena on diferent monocristals in order to get persistant cristals that emit in a wide range of colors. In both cases, the mecanism will be studied from the bulk material to nanoparticles.
La luminescence persistante est la propriété qu’ont certains matériaux de stocker une énergie lumineuse incidente (généralement UV) sous forme d’électrons et (ou) de trous électroniques piégés par des défauts, et de restituer cette énergie sous forme de lumière visible ou proche infra-rouge pendant plusieurs heures. Le mécanisme à l’origine de ce phénomène est cependant toujours mal compris. Le projet de cette thèse a pour objectif d’élucider ce mécanisme en étudiant différents types de matériaux à luminescence persistante et de profiter de cette propriété dans un nouveau champ d’activités : les applications extérieures (lors d’une charge par le soleil par exemple), ou le passage aux nouvelles lampes d’éclairage ne contenant plus d’UV (LED blanches). Le doctorant étudiera deux types de matrices : i) Des céramiques transparentes dans lesquelles sont précipitées des nanoparticules de matériaux à luminescence persistante. Il sera ainsi possible d’étudier les phénomènes (excitation, piégeage, émission) en excitant optiquement (sous rayonnement visible) en suivant in situ l’évolution des spectres en spectrométries RPE et optiques. Cette partie du travail de thèse sera effectué à l’IRCP à Paris en collaboration avec le groupe de Didier Gourier (IRCP), et en collaboration avec le CEMHTI d’Orléans (Mathieu Allix). ii) Des cristaux persistants. Dans ce cas il s’agit de mettre en évidence et de caractériser ce phénomène sur différents monocristaux afin de disposer de cristaux persistants dans une large gamme de couleur. Dans les deux cas, le mécanisme sera étudié dans une approche multi-échelle allant du matériau massif aux nanoparticules.
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Dates and versions

tel-03199627 , version 1 (15-04-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03199627 , version 1

Cite

Victor Castaing. Recherche de nouvelles couleurs et morphologies dans les matériaux à luminescence persistante. Matériaux. Université Paris sciences et lettres, 2019. Français. ⟨NNT : 2019PSLEC030⟩. ⟨tel-03199627⟩
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