Corrélation entre les propriétés structurelles et optoélectroniques de couches ultra-minces de TiO2 en vue d’application de photocatalyse
Langue Français
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Auteur : Girault, Adrien
Date de soutenance : 14-03-2024

Directeur(s) de thèse : Gilliot, Pierre

Président : Keller, Valérie
Rapporteur(s) : Richard-Plouet, Mireille - Renucci, Pierre
Membre(s) du jury : Lazzari, Rémi

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

Mots-clés libres : TiO2, Anatase, Polarons, Excitons, Conductivité, Photoluminescence, Photoluminescence résolue en temps, Expériences « pompe-sonde »
Mots-clés :
  • Oxyde de titane
  • Photocatalyse
  • Couches minces - Propriétés électroniques
Résumé : Un système de couche mince de TiO2 anatase, base d’un produit industriel de Saint-Gobain, a été étudié par différente méthodes pour mieux comprendre les propriétés de photocatalyse permettant la dégradation des polluants en surface par les porteurs de charge photocréés. Une forte corrélation entre la structure de l’échantillon et la conductivité locale a été observée montrant l’efficacité de la technique pour comprendre l’influence du dépôt sur la structure cristalline et le transport des porteurs. L’étude de la photoluminescence par excitation continue puis de la dynamique de recombinaison des porteurs après une excitation femtoseconde a permis de préciser la nature des porteurs et des processus gouvernant les recombinaisons: les porteurs sont à basse température des excitons autopiégés qui s’ionisent à plus haute température sous la forme de polarons. Ces porteurs recombinent très majoritairement par un mécanisme non-radiatif de collisions qui perdure même lorsque la densité de porteurs devient faible. Ce mécanisme domine la recombinaison et participe à la fois à la perte d’une partie de la population et au piégeage en surface indispensable pour obtenir des réactions d’oxido-réduction en surface.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2024STRAE001
Type de ressource : Thèse