Développement de nanoémetteurs polarisés pour leur application comme sondes d'orientation

Les nanoparticules luminescentes sont particulièrement étudiées pour leur application dans les systèmes d’éclairages ou comme sondes en bio-imagerie. Parmi elles, les nanoparticules anisotropes de matrices cristallines dopées par des ions lanthanides présentent une émission polarisée, qui dépend de la symétrie des sites des ions émetteurs. Le lien entre direction de polarisation et axes cristallins des nanocristaux permet de déterminer leur orientation, et peut donc être exploité pour suivre l'orientation d’objets ou pour caractériser la déformation de milieux hôtes.Les objectifs de ce doctorat ont été de s’intéresser aux origines fondamentales de l’émission polarisée de nanobâtonnets de phosphate de lanthane dopés par des ions europium trivalents (LaPO4:Eu) et d’utiliser la luminescence polarisée à des mesures d’orientation.Dans une première partie, les nanobâtonnets de LaPO4:Eu ont été synthétisés puis alignés sous forme des films orientés. La luminescence de ces films a permis de suivre avec précision la transition de phase de la matrice hôte, de sa structure hexagonale à une structure monoclinique ; et de mettre en évidence la présence de défauts structuraux. La polarisation des spectres de luminescence a ensuite été étudiée. Les taux de polarisation mesurés sont plus élevés pour la phase monoclinique que pour la phase hexagonale. La sensibilité du spectre de polarisation au milieu diélectrique qui les entoure a été mise en évidence.La seconde partie de cette étude porte sur l’utilisation de la polarisation des nanobâtonnets de LaPO4:Eu pour déterminer leur orientation. La connaissance des spectres polarisés des films parfaitement alignés a permis de déterminer le paramètre d’ordre d’une suspension de nanobâtonnets désordonnés en écoulement dans un canal microfluidique puis d’estimer le taux de cisaillement de cet écoulement. Notre étude a permis de préciser quantitativement les conditions dans lesquelles l’utilisation de la luminescence polarisée comme sonde locale du taux de cisaillement d’un écoulement est valide. Luminescent nanoparticles have been studied for their applications in lighting devices or as probes in biology. Among these nanoparticles, the anisotropic crystals doped with lanthanides ions emit linearly polarized light. The relation between the polarized directions and the crystallographic axis of the nanocrystals allow determining their 3D orientation, which could be an asset to track objects or to characterize flows.The purposes of th