Relations structure propriétés des pérovskites hybrides à halogénures de métaux alcalin luminescentes
Résumé : Cette thèse étudie les relations entre composition, structure et luminescence dans les halogénures hybrides de métaux alcalins sans plomb au travers de l analyse du rôle des anions halogénures, des cations de métaux alcalins et des cations organoammonium.
L’étude de la substitution des ions halogénures dans des pérovskites 3D à base de pipérazinium montre que, parmi les composés étudiés, seul l’équivalent iodure présente une émission intense à large bande. Les analyses spectroscopiques et de composition conduisent à un mécanisme d’émission associé à des défauts liés à la présence d’espèces iodées en excès.
La substitution des cations de métaux alcalins a permis de faire évoluer la dimensionnalité du réseau inorganique de 3D à 1D et d’obtenir des émissions à bande large dans la gamme 540-644 nm.
Le choix de cations organiques spécifiques, tels que le morpholinium, permet la cristallisation de divers réseaux inorganiques d’halogénures de métaux alcalins émettant autour de 578-600 nm. Des cations organiques chiraux conduisent également à des cristaux non centrosymétriques du groupe d’espace P212121, présentant une photoluminescence à large bande, et une génération de seconde harmonique. Ensemble, ces résultats mettent en évidence l’influence des liaisons hydrogène sur les propriétés structurales et optiques.
Dans l’ensemble, cette thèse montre que l’ajustement de la composition constitue une stratégie efficace pour contrôler la dimensionnalité structurale, les états excités associés aux défauts et la luminescence à large bande dans les halogénures hybrides de métaux alcalins sans plomb.
Mots clés : Matériaux hybrides, Halogénures de métaux alcalins de type pérovskite, Photoluminescence, dimensionnalité
Copper iodide based materials having luminescent mechanochromic properties for the development of shock/stress sensors
Abstract: Luminescent stimuli-responsive materials are receiving increasing attention because of their switchable optical properties in response to external stimuli, which lead to multiple potential applications like stress detection, optical recording or information storage. Among these materials, luminescent mechanochromic materials are characterised by a change of their luminescence properties in response to external mechanical forces such as grinding. Materials based on transition metals, in particular those based on copper(I) halide, are interesting for their wide structural diversity, their large range of photophysical properties, as well as their economic and environmental advantages due to the low cost and the limited toxicity of the copper element.
In this context, this thesis focuses on the study of new luminescent mechanochromic materials based on copper(I) iodide. New materials have been synthesized and their structure and optical properties characterized. Particular attention has been paid to the understanding of the relationships between the structure and the optical properties of these compounds. The materials have also been shaped by incorporating them into polymer matrices, for example, for the development of potentials applications.
Keywords: Hybrid materials, Copper(I) iodide, Optical properties, Luminescence mechanochromism, Luminescence thermochromism
