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Soutenance de thèse

Lundi 7 octobre 2019 à 14h00,
Salle des séminaires, bâtiment A - CNRS
25 Avenue des Martyrs, BP 166, 38042 Grenoble Cedex 9

Orateur : Sylvain Regny
"Nanocristaux multifonctionnels pour l’élaboration de sondes"

Abstract

La médecine s’intéresse de plus en plus à des systèmes nanométriques visant la détection précoce de cellules malignes, le traitement de ces dernières ou la compréhension de mécanismes biologiques. Des nanoparticules fluorescentes et des nanocristaux harmoniques aux propriétés non-linéaires intéressantes ont été étudiés comme agents de contraste pour l’imagerie biomédicale. Dans ce contexte, nous avons développé des sondes multifonctionnelles : un matériau non-centrosymétrique (Génération de Second Harmonique (GSH)) pouvant être dopé par des ions lanthanides (Photoluminescence (PL)). Le choix s’est porté sur l’iodate de lanthane α-La(IO3)3. Dans un premier temps, nous avons obtenu via une synthèse hydrothermale assistée par micro-ondes, où la température max atteinte doit être supérieure à 220°C, des nanocristaux de taille contrôlée (20-60 nm). De nombreux paramètres peuvent influencer la distribution en taille et le diamètre moyen des nanocristaux, obtenus par des analyses de microscopies électroniques et DLS.Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux propriétés optiques de nos nanocristaux. Nous avons observé leurs réponses en GSH sur particule individuelle ou en solution par la méthode de diffusion Hyper Rayleigh. Ces mesures ont permis de mettre en évidence l’efficacité de nos nanocristaux, dont le coefficient non-linéaire < d > obtenu est comparable voire légèrement supérieur à celui de nanocristaux harmoniques connus dans la littérature, tels que KTP, LiNbO3 ou encore ZnO. Nous avons par la suite dopé notre composé par des ions Er3+ et par le couple Yb3+/Er3+. Ce dernier permet d’augmenter l’efficacité des processus d’up-conversion et, par conséquent, d’obtenir des intensités de PL bien plus importantes que lors d’un dopage seul. Les mesures optiques ont été répétées pour démontrer les émissions simultanées GSH/PL de nos nanocristaux dopés où les deux processus semblent être indépendants. Comme réalisé précédemment sur matériau non dopé, nous avons pu obtenir une valeur similaire de coefficient non-linéaire < d > sur des nanocristaux dopés à 15% en ions Er3+. Nous montrons ainsi pour nos nanocristaux bifonctionnels la bonne efficacité en optique non-linéaire ainsi que la présence d’émissions de photoluminescence pour des longueurs d’onde d’excitation dans le proche infrarouge (800 nm et 980 nm), coïncidant avec une fenêtre de transparence des tissus.

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