Une synthèse simple de nanomatériaux hybrides métal/semi-conducteur

Publié par Redbran le 04/10/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
Du photovoltaïque à la photocatalyse en passant par la photodégradation, les nanomatériaux hybrides métal/semiconducteur font partie des matériaux fonctionnels incontournables des technologies qui exploitent la lumière. Peu de méthodes permettent cependant de produire rapidement et facilement des nanoobjets dissymétriques, et toutes demeurent relativement spécifiques. Une équipe de l'ICMCB (CNRS/Université de Bordeaux) et du LOMA (CNRS/Université de Bordeaux), en collaboration avec la Southern (Southern est le nouveau nom de la concession ferroviaire, initialement exploitée par Connex South...) University of Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) and Technology de Shenzhen en Chine, a développé une stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) générale de synthèse innovante qui exploite un faisceau laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...) focalisé pour produire des nanoplots métalliques uniques à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de nanobâtonnets semi-conducteurs. Ces résultats sont à retrouver dans la revue ACS Nano.


Un nanoplot d'or unique est nucléé et croît de façon contrôlée sous excitation laser lorsque des nanobâtonnets de CdSe/CdS sont mis en solution dans du toluène en présence d'ions d'or et de méthanol (Le méthanol, également connu sous le nom d’alcool méthylique, de carbinol,...). Sa croissance peut être pilotée par l'intensité laser, le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) d'exposition, les concentrations en nanobâtonnets et en ions métalliques.
© Marie-Hélène Delville

Les nanohétérodimères métal/semi-conducteur sont des nanomatériaux hybrides qui comportent une partie semi-conductrice liée chimiquement à une partie métallique. Grâce à une synergie entre les propriétés de chacun des composants, cette architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés,...) donne lieu à une forte séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) induite par la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...), qui ouvre des voies très prometteuses pour la conversion photovoltaïque, la détection de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...), la production d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) par séparation photocatalytique directe de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) ou la photodégradation des contaminants organiques. Néanmoins, les méthodes de synthèse de ces nanomatériaux restent encore trop spécifiques et manquent de polyvalence.

Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...), des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS/Université de Bordeaux) et du Laboratoire ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) et matière d'Aquitaine (LOMA, CNRS/Université de Bordeaux), en collaboration avec le Department of electrical and electronic engineering (Université de Shenzhen, Chine), proposent une nouvelle approche, très générale et applicable aussi bien en milieu aqueux qu'en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...), qui utilise la lumière très intense d'un faisceau laser focalisé. Cette approche permet la formation par photodéposition laser en solution de nanoparticules (nanoplots) métalliques, ici d'or, à l'extrémité de nanobâtonnets semi-conducteurs de type sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...) de Cadmium (Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.) avec de très bons rendements. Un modèle incluant tous les paramètres de synthèse permet même de prédire quantitativement la croissance de ces têtes ou plots métalliques sur les bâtonnets, sachant que l'optimisation de leur taille accroit significativement les rendements photocatalytiques des applications. A présent, les chercheurs tentent d'étendre cette approche à la photodéposition laser par photooxydation.

Référence:
Hole Scavenging and Electron-Hole Pair Photoproduction Rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où...): Two Mandatory Key Factors to Control Single-Tip Au-CdSe/CdS Nanoheterodimers
Junjie Hao (Hao, dite « île de l’Arc » ou « île de la...), Haochen Liu (Liu (chinois : 柳宿, pinyin : liǔ xiù) est une loge lunaire de...), Kai Wang, Xiao Wei Sun (Sun Microsystems (NASDAQ : SUNW) est un constructeur d'ordinateurs et un éditeur de...), Jean-Pierre Delville et Marie-Helene Delville., ACS Nano, 30 août 2021.
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06383

Contacts:
- Marie-Hélène Delville - Chercheuse, Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS/Université de Bordeaux) -
marie-helene.delville at icmcb.cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...).fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) de l'INC - inc.communication at cnrs.fr
- Anne-Valérie Ruzette - Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS - anne-valerie.ruzette at cnrs.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS - inc.communication at cnrs.fr
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.126 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique