Les nanoparticules (NPs) semi-conductrices présentent des propriétés de photoluminescence grâce à leurs structures cristallines. Quand elles sont excitées avec une longueur d'onde précise, elles réémettent des bandes excitoniques caractéristiques de ce matériau et de la taille des nanoparticules. Il est alors intéressant de pouvoir jouer sur la taille de ces nano-objets pour parcourir un spectre large de longueurs d'onde et en particulier dans le spectre où les organes et les tissus humains absorbent le moins la lumière émise : le proche infra-rouge (700-900nm). De plus, les nano-objets de type III-V comme l'InP ou de type II-V comme le Zn3P2 présentent, par rapport au CdSe de type II-VI étudiés actuellement, une meilleure biocompatibilité car ils possèderaient une toxicité plus faible. L'étape suivante est de protéger ces nanoparticules d'une coquille ZnS biocompatible ce qui permet d'améliorer l'intensité de la photoluminescence et de créer une fonctionnalisation plus aisée pour introduire ces nano-objets dans le milieu biologique.
Concernant les nano-objets d'InP, une première méthode a été mise en place au sein du laboratoire LPCNO à Toulouse qui consiste à utiliser comme précurseur un carboxylate d'indium. Grâce aux techniques de caractérisation de spectroscopie photo-électronique X (SPX) et à la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide, nous avons caractérisé la couche d'oxyde qui se créée à la surface des nanoparticules et qui empêche de jouer sur la taille de ces nano-objets. L'étude a été aussi été réalisée sur les NPs cœur/coquilles InP/ZnS et nous avons pu voir que l'oxydation, catalysée par l'activation du soufre, prend une place importante lors de cette deuxième étape.
En conséquence, une nouvelle méthode qui présente un autre précurseur, l'amidinate d'indium, et qui se déroule à plus basse température, a été développée dans l'espoir d'éliminer cette oxydation. Des essais sur les ligands et les solvants ont été réalisés pour améliorer cette synthèse et une réaction prometteuse sous dihydrogène a été développée.
En dernier lieu, une étude a été débutée sur les NPs de Zn3P2 qui présentent une réponse en luminescence intéressante pour les applications biologiques. Cependant la stabilisation de ces NPs est à améliorer en particulier pour permettre l'enrobage de ces nano-objets après synthèse du coeur.
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Quantum Dots (QDs) have properties of photoluminescence due to their crystal structures. When excited with a specific wavelength, they retransmit excitonic bands characteristics of the material and the size of the nanoparticles. It is interesting to play on the size of these nano-objects to cover a broad spectrum of wavelengths, particularly in the spectrum where the human organs and tissues do not absorb the light emitted: the near-infrared (700- 900nm). In addition, nano-objects of type III-V as InP or type II-V as Zn3P2 have, compared to CdSe of type II-VI more studied, improved biocompatibility because they would possess lower toxicity. The next step is to protect the nanoparticles with a shell of biocompatible ZnS which improves the intensity of the photoluminescence and create an easier fonctionalization to introduce these nano-objects in the biological medium.
For InP nano-objects, the first synthesis has been developed in the LPCNO laboratory in Toulouse with the use of indium carboxylate as a precursor. With X-Ray Photoelectron Spectrometry (XPS) and Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy for the solid state (NMR), we have characterized the oxide layer that formed on the surface of nanoparticles and prevent us from playing on the size of the nano-objects. The study was also conducted on the core/shell InP/ZnS and we could see that the oxidation, catalyzed by the activation of sulphur, plays an important part during this second step.
Consequently, new method with another precursor, indium amidinate, and which takes place at a lower temperature, was developed in the hope of eliminating this oxidation. Tests on the ligands and the solvents were made to improve the synthesis and a promising reaction under hydrogen gas has been developed.
Finally, a study on Zn3P2 QDs was started and it exhibits interesting luminescence response for biological applications. However, the stabilization of these QDs must be improved, in particular to allow the coating of these nano-objects after synthesis of the core.
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