Synthèse de Nanocristaux plasmoniques et manipulation par des cristaux liquides

Les nanoparticules plasmoniques métalliques ont des propriétés d’extinction de la lumière fascinantes qui dépendent de nombreux paramètres : taille, forme et nature chimique des particules, ainsi que du milieu environnant. L’étude de ces systèmes absorbant principalement dans le domaine visible a permis le développement d'applications dans des domaines variés tel que la catalyse, les applications biomédicales, ou encore pour la fabrication de capteurs. Les progrès récents en synthèse colloïdale ont permis l’émergence de nouveaux types de matériaux plasmoniques : les semi-conducteurs fortement dopés (SC). Leur densité de porteur de charge inférieure aux métaux permet d’étendre la gamme d’absorption au domaine infra-rouge (IR). Même s’il existe de nombreuses similitudes entre métaux et semi-conducteurs, les études sur l’effet de l’assemblage sur les propriétés optiques des SC restent très limitées.Nous synthétisons des nanoparticules cristallines de bronze de tungstène aux propriétés d'absorption anisotropes dépendantes du rapport d'aspect des particules. Les nanoparticules synthétisées montrent un pouvoir absorbant comparable aux nanoparticules métalliques et davantage adapté à l’absorption sélective des IR émis par le soleil tout en gardant une bonne transparence dans le domaine visible. Elles sont donc prometteuses pour des applications solaires.L’intégration de ces nanoparticules dans un dispositif nécessitant une approche ascendante, nous cherchons à comprendre quel est l’impact de l’assemblage des nanoparticules sur leurs propriétés optiques. En modifiant la chimie de surface des particules en solution, nous avons été capable de montrer que les propriétés optiques de particules isolées diffèrent de celles d’amas organisés ou encore d’agglomérats de particules aléatoirement orientées.Finalement nous cherchons à tirer profit de ces variations en intégrant les particules à une matrice cristal liquide capable d’organiser ou non les colloïdes en fonction de la température. En formulant ce composite avec soin, il a été possible de varier l’état d’agrégation des particules et donc l’absorption dans IR de manière réversible avec la température.Ces travaux améliorent la compréhension des propriétés optiques des semi-conducteurs plasmoniques. Ils ouvrent également la voie au développement de vitrages actifs dont l’absorption des IR varie avec la température.