Étude par spectroscopie de fluorescence ultra-rapide de la dynamique de transfert et de diffusion d’énergie dans les nanoparticules organiques polymériques dopées en fluorophores
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 29/11/2025.
 
Auteur : Gharbi, Amira Mounya
Date de soutenance : 29-11-2023

Directeur(s) de thèse : Léonard, Jérémie

Président : Mély, Yves
Rapporteur(s) : Cannizzo, Andrea - Sliwa, Michel
Membre(s) du jury : Grazon, Chloé - Hebraud, Pascal - Lochbrunner, Stefan

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Spectroscopie de fluorescence résolue en temps, Transfert d'énergie, Nanoparticules, Spectroscopie de conversion ascendante de fluorescence, Photoluminescence, Annihilation exciton-exciton
Mots-clés :
  • Excitons
  • Spectroscopie de fluorescence
  • Transfert d'énergie
  • Réactions d'annihilation
Résumé : Dans ce travail, nous examinons les propriétés de diffusion des excitons au sein de nanoparticules organiques polymériques chargées de colorants. Pour ce faire, nous utilisons diverses techniques de spectroscopie de fluorescence résolues dans le temps afin de déterminer la constante et la longueur de diffusion des excitons dans ces nanoparticules (ONP). Tout d’abord, en utilisant la spectroscopie de fluorescence à conversion ascendante résolue en polarisation, nous examinons le déclin de l’anisotropie de fluorescence avec une résolution temporelle de ~200 fs. Ces mesures dévoilent les échelles de temps de transfert d'énergie d'une molécule donneuse excitée vers ses voisins les plus proches à l'état fondamental (homo-FRET). Ensuite, nous utilisons la spectroscopie de photoluminescence résolue dans le temps pour mesurer le déclin de la population d'excitons en fonction de la puissance d’excitation, ce qui permet de déterminer le taux d'annihilation des excitons. Pour ce faire, nous employons une caméra à balayage de fentes avec une résolution temporelle de 10 ps, en combinaison avec un microscope confocal. Ce dispositif de détection met en évidence l'impact d'un profil d'énergie d'excitation inhomogène sur la valeur apparente du taux d'annihilation. En troisième lieu, nous explorons la cinétique de population des colorants donneurs lorsqu'ils sont co-encapsulés avec un accepteur fluorescent à faible concentration. Cela révèle une extinction rapide de la durée de vie de fluorescence des donneurs, le transfert d'énergie donneur-accepteur se produisant en moins de 100 ps pour la concentration d'accepteur la plus faible. Enfin, à partir de ces paramètres mesurés, nous déduisons une constante de diffusion de ~0,5 nm²/ps, ce qui se traduit par une longueur de diffusion pouvant atteindre 70 nm, soit deux fois le diamètre des ONP.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2023STRAE039
Type de ressource : Thèse