Note publique d'information : Ce travail de recherche porte sur la synthèse, la mise en forme et la caractérisation
de matériaux à base de sulfures ou oxysulfure pour des applications optiques passives
ou actives. Différentes techniques de synthèse, notamment la précipitation en milieu
aqueux ou la synthèse par combustion, ont été utilisées pour préparer les nanopoudres
précurseurs, ZnS, CaLa₂S₄, BaLa₂S₄ ou La���O₂S. Il a été constaté qu'un traitement
sous H₂S/N₂ permet de purifier ces précurseurs tout en conservant la phase cubique
(ZnS) nécessaires pour la préparation de céramiques transparentes. Des céramiques
ZnS, avec une transmission maximale d'environ 70% à la longueur d'onde de 10 µm, ont
été élaborées par compaction à chaud en utilisant les techniques Hot Pressing ou Spark
Plasma Sintering pour des applications optiques dans la fenêtre 8-12 µm. Des poudres
de ZnS dopées au Fe²⁺ ont été synthétisées et étudiées avec une bande d'émission très
large entre 3 µm et 4,5 µm. Des effets laser ont été obtenus à des longueurs d'ondes
entre 3,4 µm et 3,6 µm en fonction de la température. Des poudres d'oxysulfure de
lanthane co-dopées à l'Er³⁺ et l'Yb³⁺ ont été étudiées comme matériaux fluorescents
pour modifier le spectre solaire avec l'objectif d'augmenter le rendement des cellules
solaires photovoltaïques. Un rendement quantique supérieur à 100% a été obtenu avec
un pompage à 523 nm pour des émissions dans le visible et le proche infrarouge. Ces
résultats montrent que ces matériaux sont des matrices très efficaces pour le dopage
des terres rares.
Note publique d'information : This work focuses on the preparation and characterization of sulfides and oxysulfide
materials for passive or active optical applications. Precipitation and combustion
synthesis were used as synthesis methods for the preparation of the precursor nanopowders
such as ZnS, CaLa₂S₄, BaLa₂S₄ or La₂O₂S. Additional treatment under H₂S/N₂ was performed
to purify the powders without modifying the cubic structure (ZnS) which is necessary
for obtaining transparent ceramics. ZnS ceramics, with a maximum transmission of about
70% at the wavelength of 10 µm, were elaborated by Hot Pressing or Spark Plasma Sintering
techniques for optical applications in the 8-12 µm. Fe²⁺ doped ZnS powders were synthesized
and studied with a large emission band between 3 µm and 4.5 µm. Lasing has been obtained
between 3.4 µm and 3.6 µm depending on the temperature. Er³⁺ and Yb³⁺ co-doped lanthanum
oxysulfide powders were studied as fluorescent materials for solar spectrum in order
to increase the efficiency of photovoltaic solar cells. Quantum yield higher than
100% was obtained with pumping at 523 nm for emission in the visible and the near-infrared.
These results show that the lanthanum oxysulfide materials are efficient hosts for
rare earths doping.
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