Conclusion
Nanocristaux semi-conducteurs fluorescents. Des nanoparticules aux applications multiples

Environ trente ans après la découverte du confinement quantique au début des années 1980, les nanocristaux trouvent aujourd’hui des débouchés commerciaux notamment en biologie et en opto-électronique. Selon une étude publiée en avril 2014 par Allied Market Research , le marché global des quantum dots sera amené à évoluer de 316 M$ en 2013 à plus que 5 000 M$ en 2020 avec un taux de croissance annuel d’environ 30 %. Alors que le domaine de l’imagerie biologique est le plus abouti à l’heure actuelle, on pressent l’optoélectronique pour la plus forte croissance, en particulier les technologies d’affichage, suivies par les dispositifs photovoltaïques.

Parmi les grands défis actuels dans ce domaine de recherche très actif, on peut citer : i) le développement des matériaux non toxiques alternatifs aux nanocristaux de CdSe, CdS et de PbS, PbSe, ayant des propriétés optiques comparables, notamment en termes d’efficacité quantique, de largeur de raie de luminescence et de stabilité dans le temps ; ii) La compréhension des mécanismes de réaction et l’élucidation de réactions secondaires, indispensables pour la conception rationnelle de nouvelles méthodes de synthèse ; l’utilisation de techniques d’analyse in situ, permet de suivre en temps réel les phases de nucléation et de croissance ; initialement restreint aux études d’absorption UV-vis, le développement de porte-échantillons spécifiques pour la microscopie électronique en transmission et la diffraction de rayons X ouvre de nouveaux horizons pour l’analyse in situ ; iii) La maîtrise de la chimie de surface. La découverte récente de la possibilité de remplacer les ligands organiques par de simples ions inorganiques ouvre des nouvelles possibilités pour l’intégration des nanocristaux dans des dispositifs (opto-)électroniques. Cependant, l’interaction entre les différents ions ou molécules et la surface ainsi que leur influence sur la passivation électronique de nanocristaux ne sont pas bien comprises. La confrontation des résultats expérimentaux avec des simulations numériques pourrait être renforcée afin de mieux guider la recherche de nouvelles stratégies de traitement de surface. L’interaction avec la théorie permettra aussi d’éclaircir...