Etude des mécanismes à l'origine de la luminescence dans les polymères de coordination hétéro-lanthanides / Ahmad Abdallah ; sous la direction de Carole Daiguebonne

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Composés de coordination

Luminescence

Terres rares

Daiguebonne, Carole (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Dolbecq, Anne (Président du jury de soutenance / praeses)

Ferlay, Sylvie (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Lescouëzec, Rodrigue (1975-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Gautier-Luneau, Isabelle (1962-....) (Membre du jury / opponent)

Guillou, Olivier (19..-.... ; chimiste) (Membre du jury / opponent)

Suffren, Yan (Membre du jury / opponent)

Institut national des sciences appliquées de Rennes (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Université Bretagne Loire (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Institut des Sciences Chimiques de Rennes (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Centre national de la recherche scientifique (France) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : L’objectif de cette thèse était d’étudier les mécanismes responsables de la luminescence des ions lanthanides dans des polymères de coordination. Pour cela, des séries d’alliages moléculaires à base d’acide 4 carboxyphénylboronique ont été synthétisées, en faisant varier les proportions relatives des ions lanthanides. Les produits synthétisés ont été étudiés dans la perspective de leur application dans les domaines de la lutte anti-contrefaçon et des thermomètres moléculaires. D’autre part, de nouveaux systèmes utilisant d’autres dérivés d’acide boronique ont été synthétisés. Une nouvelle structure cristalline a été obtenue à base de l’acide 2-carboxyphénylboronique. La seconde partie de cette thèse a porté sur la synthèse et la caractérisation de poudres microcristallines de type coeur-coquille. Il s’agit de la première micro-structuration de polymères de coordination réalisée à l’échelle micrométrique. Les poudres synthétisées ont été caractérisées par microscopies électroniques à balayage, à transmission et par analyses EDS. Leurs propriétés optiques ont été comparées avec celles des alliages moléculaires. Les résultats obtenus ont mis en évidence l'intérêt de la micro-structuration de ces poudres concernant les transferts d'énergie intermétalliques. Cette technique de synthèse basée sur la croissance épitaxiale, est rendue possible par les propriétés chimiques similaires des terres rares. Nos travaux ont montré que lorsque les constantes thermodynamiques et\ou cinétiques le permettent, la phase cristalline de la coquille présente la structure cristalline du cœur même lorsque le composé constituant la coquille cristallise dans une autre phase lorsqu'il est synthétisé seul.

Résumé / Abstract : The aim of this thesis was to study the luminescence mechanisms of lanthanide ions in coordination polymers. Series of molecular alloys (hetero-lanthanide compounds in which lanthanide ions are randomly distributed) based on 4-carboxyphenylboronic acid were synthesized, by varying the relative contents of the lanthanide ions. The synthesized products have been studied from the perspective of their application in the fields of anti-counterfeiting and molecular thermometers. On the other hand, new systems using other boronic acid derivatives have been synthesized. A new crystal structure was obtained based on 2-carboxyphenylboronic acid. The second part of this thesis focused on the synthesis and characterization of core-shell microcrystalline powders. This is the first time that micro-structuration of a coordination polymer is achieved at the micrometric scale. The synthesized powders were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and EDS analyses. Their optical properties have been compared with those of the corresponding molecular alloys. The obtained results highlighted the interest of the micro-structuration concerning intermetallic energy transfers. This strategy of synthesis based on epitaxial growth, is possible because of lanthanide similar chemical properties. This work demonstrates that in the case where the thermodynamic and\or kinetic constants allow it, the shell crystallizes according to the same crystal structure than the core even if its crystal structure is different when it is synthesized alone.