Photo-détection dans l'infrarouge avec quantum dots sans métaux lourds toxiques – PIQUANT

Grâce à leurs propriétés uniques et ajustables en fonction de leur taille, les quantum dots (QDs) ont un fort potentiel pour diverses applications, en particulier dans l’optoélectronique et l’imagerie biologique. Dans la gamme visible, il existe des matériaux alternatifs (InP…) aux QDs établis hautement toxiques du fait qu’ils contiennent du Cd, alors que le domaine du proche infrarouge (NIR/SWIR) est quant à lui toujours dominé par les QDs à base de plomb et de mercure. Cette dernière gamme présente un intérêt majeur, particulièrement pour des applications telles que la vision nocturne, les smartphones, la communication optique sans fil, etc.

Nous avons identifié l'antimoniure d'indium (InSb) et les chalcogénures d’argent (Ag2Se, Ag2Te) comme matériaux très prometteurs pour les QDs NIR/SWIR, combinant une large accordabilité spectrale et l'absence d'éléments toxiques tels que Cd, Hg et Pb. Cependant leur synthèse chimique est beaucoup moins développée que celle des QDs plus classiques. Nous proposons de nouvelles approches de synthèse de QDs d'InSb et Ag2X et de structures cœur/coquille (WP1). Leurs propriétés électroniques seront caractérisées par spectroscopie photoélectronique et ils seront intégrés dans des dispositifs photoconducteurs pour sonder la réponse spectrale et temporelle sous illumination proche infrarouge (WP2). En parallèle, nous étudierons la stabilité, les mécanismes de dégradation et le profil de toxicité in vitro et in vivo de QDs obtenus (WP3).

Les objectifs de PIQUANT sont triples : premièrement, nous visons la synthèse de QDs infrarouges cœur et cœur/coquille monodisperses dans une large gamme de taille. Deuxièmement, nous évaluerons leurs performances en tant que couche active dans les photodétecteurs NIR/SWIR. Enfin, nous étudierons l'(éco)toxicité en utilisant des modèles in vivo (plantes) et in vitro des principaux organes cibles chez l'homme.