Nanohybrides pour l’excitation multiphotonique/Nanohybrids for multiphoton excitation – NEM

La principale motivation du projet est le développement d?une nouvelle approche pour la fabrication et l?assemblage des matériaux nanohybrides composés d?une nanoparticule (NP) d?oxyde semiconducteur (c?ur) et des molécules fonctionnelles attachées a la surface du c?ur. Les propriétés des nanoparticules sont contrôlées et ajustées pour avoir, d?une part, l?absorption multi-photonique accrue dans le domaine de l?infra-rouge (IR) proche, et, d?autre part, pour aligner les niveaux énergétiques de la molécule et de NP. La nanoparticule d?oxyde fonctionne comme une antenne dans IR et transfert l?excitation respective (absorption à 2 ou 3 photons) vers la molécule fonctionnelle. C?est un projet novateur et pionnier pour lequel nous proposons de créer une nouvelle architecture des Nanohybrides et d?étudier l?ingénierie des propriétés optiques et électroniques des matériaux nanohybrides pour différentes applications qui utilisent l?excitation multi-photonique. Le principe général de cette application est le transfert de charge après photo-excitation des nanoparticules. La photo-excitation de ces nanoparticules de semi-conducteur résulte de la création d? un électron et d?un trou. Les nanoparticules fonctionnent alors comme un donneur d?électron ou trou. Dans ce cas, les charges peuvent se localiser en dehors des nanoparticules via des molécules fonctionnelles greffées ou sur les molécules. La localisation des charges correspondantes (électrons-trou) sur les molécules greffées peut activer leurs propriétés, par exemple des propriétés de fluorophore. Ce programme de recherche va fournir les données nécessaires à la réalisation pratique des matériaux nanohybrides pour les applications basées sur l?excitation multiphotonique par laser à courte durée d?impulsion. En particulier, nous allons développer: i) la synthèse par ablation laser des nanoparticules d'oxydes métalliques avec des propriétés électroniques contrôlées, dans des solutions non aqueuses contenant des molécules fonctionnelles; ii) la synthèse de molécules organiques fonctionnelles avec des propriétés basées sur le transfert réversible de charge et sur leur forte affinité avec les nanoparticles d?oxydes métalliques. iii) l?étude des propriétés électroniques des nouveaux matériaux nanohybrides et leurs transfert pour différentes applications comme l?imagerie multi-photonique et le stockage digital d?informations. Le projet va être réalisé dans le cadre d?une collaboration forte et soutenue entre des physiciens de matériaux, chimistes organiciens et des physico ? chimistes spécialisés en spectroscopie IR et en spectroscopie laser résolue en temps.