{"id":3157,"date":"2018-12-18T18:22:07","date_gmt":"2018-12-18T17:22:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.cinam.univ-mrs.fr\/cinam\/science-pour-tous\/quel-est-le-point-commun-entre-un-arc-en-ciel-et-les-boites-quantiques\/"},"modified":"2018-12-18T18:22:07","modified_gmt":"2018-12-18T17:22:07","slug":"quel-est-le-point-commun-entre-un-arc-en-ciel-et-les-boites-quantiques","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.cinam.univ-mrs.fr\/cinam\/en\/events\/science-pour-tous\/quel-est-le-point-commun-entre-un-arc-en-ciel-et-les-boites-quantiques\/","title":{"rendered":"Quel est le point commun entre un arc-en-ciel et les bo\u00eetes quantiques ?"},"content":{"rendered":"
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Par Antony D'Al\u00e9o<\/em><\/p>\n

Une bo\u00eete quantique est une particule d\u2019un mat\u00e9riau de taille nanom\u00e9trique pouvant avoir diff\u00e9rentes formes.<\/p>\n

La petite taille est de grande importance pour conf\u00e9rer \u00e0 ces objets des propri\u00e9t\u00e9s particuli\u00e8res qui sont entre celles du mat\u00e9riau \u00e0 l\u2019\u00e9tat massif et celles des atomes isol\u00e9s.<\/p>\n

Les propri\u00e9t\u00e9s optiques et \u00e9lectroniques, notamment, de ces objets sont fortement reli\u00e9es \u00e0 leurs tailles. Or les propri\u00e9t\u00e9s optiques et \u00e9lectroniques sont souvent li\u00e9es \u00e0 la r\u00e9partition \u00e9nerg\u00e9tique des \u00e9lectrons dans un mat\u00e9riau.<\/p>\n

Dans les mat\u00e9riaux de type semi-conducteur (utilis\u00e9 en micro-\u00e9lectronique), ou isolant, nous trouvons ce qu'on appelle des excitons. Ce sont des quasi-particules qui t\u00e9moignent de la pr\u00e9sence de \u00ab paire \u00e9lectrons-trous \u00bb. En fait, les \u00e9lectrons, dans ces mat\u00e9riaux sont, naturellement, tr\u00e8s li\u00e9s aux atomes et ont du mal \u00e0 se mouvoir (on dit qu\u2019ils sont dans la bande de valence - \u00e9nerg\u00e9tique - du mat\u00e9riau). Par contre, si on \u00e9claire ces mat\u00e9riaux avec un rayonnement de la bonne couleur (longueur d\u2019onde), alors, quelques \u00e9lectrons peuvent \u00eatre excit\u00e9s (se d\u00e9lier de l\u2019atome en quelque sorte) et laisser alors un \u00ab trou \u00bb (ou un d\u00e9faut de charge n\u00e9gative...) dans la bande de valence. L\u2019ensemble \u00e9lectron-trou est appel\u00e9 \u00ab exciton \u00bb. Ceci se traduit par l\u2019absorption du rayonnement incident et l\u2019\u00e9mission de nouveaux rayonnements par d\u00e9sexcitation des \u00e9lectrons (fluorescence).<\/p>\n

Dans les boites quantiques, les excitons sont \u00ab confin\u00e9s \u00bb dans les trois dimensions de la nanoparticule (confinement quantique).<\/p>\n

Il peut en r\u00e9sulter diff\u00e9rents \u00e9carts \u00e9nerg\u00e9tiques entre la bande de valence et le premier \u00e9tat excit\u00e9 (dit bande de conduction). Cet \u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique est proportionnel \u00e0 la longueur d\u2019onde d\u2019\u00e9mission. Ici, l\u2019\u00e9mission de lumi\u00e8re est d\u00e9plac\u00e9e vers le rouge quand les nanoparticules utilis\u00e9es sont de plus en plus grosses (voir Figure ci-dessous).<\/p>\n

Ces forces ne sont g\u00e9n\u00e9ralement pas perceptibles directement \u00e0 notre \u00e9chelle, mais sont cependant responsables de ph\u00e9nom\u00e8nes connus, comme la tension de surface des liquides par exemple. Elles sont \u00e0 l'origine par exemple de la formation de gouttes sur une surface, ou encore de la fragmentation d'un jet de liquide.<\/p>\n<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Figure repr\u00e9sentant des solutions de bo\u00eetes quantiques de CdSe de taille croissante (de la gauche vers la droite) sous irradiation lumineuse UV<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
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Le confinement quantique est directement reli\u00e9 au rayon de Bohr de l\u2019exciton (distance caract\u00e9ristique entre l\u2019\u00e9lectron et le trou).<\/h5>\n

Par exemple, dans le cas pr\u00e9sent\u00e9 ici, si la taille des bo\u00eetes quantiques est inf\u00e9rieure \u00e0 10 nm, celles-ci se trouvent dans un r\u00e9gime de fort confinement o\u00f9 les excitons sont dans un espace restreint. Ce confinement induit un d\u00e9doublement des bandes de conductions et de valences.<\/p>\n

Dans le cas des nanoparticules de S\u00e9l\u00e9niure de Cadnium (CdSe), plus la taille est grande, plus l\u2019\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique (entre la bande de valence et la bande de conduction) diminue. Ceci implique le d\u00e9placement vers les grandes longueurs d\u2019onde de l\u2019absorption (et de la fluorescence).<\/p>\n

De par cet effet et la possibilit\u00e9 de pr\u00e9parer des nanoparticules de tailles contr\u00f4l\u00e9es, il est facile de modifier l\u2019absorption (la couleur) de telles bo\u00eetes quantiques. Ainsi, au CINaM, nous nous int\u00e9ressons \u00e0 la pr\u00e9paration par synth\u00e8se chimique et aux propri\u00e9t\u00e9s de boites quantiques et de nanoparticules organiques pour diverses applications en optique ou en \u00e9lectronique.<\/p>\n<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\"Quel<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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