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Laboratoire Pierre Aigrain

Accueil du site > La recherche au L.P.A. > Propriétés optiques et électroniques des nano-objets > Optique cohérente et non linéaire > Nanotubes de carbone > Matériaux hybrides pour le photo-voltaïque

Matériaux hybrides pour le photo-voltaïque

Nous avons développé, en collaboration avec le LPQM de l’ENS Cachan, la synthèse et l’étude de nanotubes fonctionnalisés par des chromophores organiques dans le but d’obtenir des matériaux fonctionnels combinant les propriétés exceptionnelles des nanotubes de carbone (transport, facteur d’aspect, surface spécifique) avec la versatilité des molécules organiques. Le but est de collecter l’énergie lumineuse sur le spectre le plus large possible et de transférer cette énergie (sous forme de charges ou d’excitons) aux nanotubes qui la draineront vers les contacts.

Synthèse de complexes non-covalents nanotubes/porphyrine par chimie micellaire.

Les propriétés des nanotubes de carbone sont très sensibles à leur environnement comme nos études précédentes l’ont bien montré. Il est possible d’utiliser cette faculté pour placer dans l’entourage des nanotubes des composés eux-mêmes photo-sensibles pour générer de nouvelles fonctionnalités opto-électronique. C’est ce que nous avons réalisé en utilisant des molécules de porphyrines, qui sont les précurseurs de molécules biologiques telles que la chlorophylle. Un des points clé de cette fonctionnalisation (...)

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Efficacité du transfert d’énergie dans des complexes non-covalents nanotubes/porphyrine.

Nous avons mesuré par trois méthode indépendantes l’efficacité quantique du transfert d’énergie entre les molécules de porphyrines et les nanotubes de carbone (6,5), à température ambiante. Il s’agit du rapport entre le nombre d’excitons générés dans le nanotube et le nombre de photons absorbés par les molécules de porphyrine qui sont à sa surface. Une première méthode consiste à comparer les signaux de photo-luminesence obtenus par excitation directe des niveaux d’énergie élevés des nanotubes de acrone (...)

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Effets de champs locaux dans le transfert d’énergie entre des molécules de porphyrine et un nanotube de carbone.

Nous avons mené des expériences de spectroscopie de luminescence à l’échelle d’un nano-complexe individuel (micro-photoluminescence ) composé d’un nanotube de carbone unique fonctionalisé sur ses parois par une monocouche de molécule de porphyrines. Grâce au contrôle de l’état de polarisation de la lumière aussi bien en excitation qu’en émission, nous avons pu montrer que le transfert d’énergie présente une forte anisotropie, malgré le caractère symétrique de la molécule de porphyrine. Ceci provient des (...)

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Dynamique du transfert d’énergie dans des assemblages supramoléculaires porphyrines/nanotubes de carbone

Grâce à des expériences pompe-sonde femtoseconde à large bande spectrale, nous avons pu étudier la chronologie des étapes du transfert d’énergie entre l’absorption d’un photon bleu par les molécules de porphyrines et la ré-émission de lumière infra-rouge par les nanotubes. Nous avons montré que ce transfert s’effectue sur une échelle sub-picoseconde ( $10^-12$ s ), bien plus rapide que les mécanismes de relaxation compétitifs (relaxation radiative ou non radiative dans la molécule) ce qui explique (...)

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