Synthesis by hydrothermal process of lanthanide orthophosphates for optical applications

Les orthophosphates de lanthanides dopés avec des Terres Rares (TR) (LnPO4) sont considérés comme des luminophores intéressants pour des applications optiques. Les luminophores sont des matériaux luminescents qui transforment certains types d'énergie (rayons X, ultraviolet, visible, infrarouge) principalement en lumière visible. Dans le cadre de cette thèse, les matrices YPO4 (orthophosphate d'yttrium), LuPO4 (orthophosphate de lutétium), GdPO4 (orthophosphate de gadolinium) et GdxY1-xPO4 (orthophosphate d'yttrium et gadolinium), dopées avec les ions Eu3+ (europium), Ce3+, Tb3+ (terbium), Er3+ (erbium), Tm3+ (thulium) et / ou Yb3+ (ytterbium) ont été synthétisés par procédé solvothermal. En jouant sur les conditions de synthèse, la phase cristalline, la taille et la morphologie des particules obtenues ont pu être contrôlées. Les échantillons ont été caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie infrarouge de Transformée de Fourier, analyse thermogravimétrique (TG), spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie électronique à transmission (MET), et spectroscopie de luminescence (spectres d’émission, d’excitation, rendements quantiques et déclins de fluorescence). En particulier, des nanofils et des nanoparticules de GdPO4:Eu3+, GdPO4:Tb3+ ont été élaborés, ainsi que des poudres de YPO4:Tb3+ avec des phases monoclinique, hexagonale ou quadratique. Il a été mis en évidence une influence significative de la structure cristalline et de la morphologie des luminophores sur leurs propriétés optiques. Des poudres avec une morphologie différente ont été utilisés comme charges pour la préparation de films composites polymère/luminophores. En jouant sur la formulation des orthophosphates et la nature des ions dopants, des luminophores fournissant une lumière proche du blanc idéal sous excitation UV ont pu être élaborés. L’ensemble de ce travail montre clairement les potentialités d’applications de ces matériaux dans des dispositifs basés sur une source d’excitation plasma ou sur la technologie des diodes électroluminescentes. Rare earth (Re) doped lanthanide orthophosphates (LnPO4) are considered like promising phosphors for optical applications. Phosphors are luminescent materials which convert certain types of energy (X-ray, ultraviolet, visible, infrared) mainly into visible light. In this research Eu3+ (europium), Ce3+ (cerium), Tb3+ (terbium), Er3+ (erbium), Tm3+ (thulium) and/or Yb3+ (ytterbium) doped LuPO4 (lutetiu