Ingénierie de nouveaux matériaux pour l’optique non linéaire quadratique

Abstract

La présente étude a porté sur la recherche de nouvelles structures non centrosymétriques. Les propriétés visées en optique non linéaire (ONL) concernent plus particulièrement des applications en optique intégrée, domaine qui aura besoin au cours des prochaines années de nouveaux dispositifs comme des convertisseurs de fréquences optiques, des modulateurs électro-optiques assurant l’interface entre la microélectronique et la photonique. L’étude bibliographique réalisée durant ce travail a conduit à choisir la famille des thiocyanates, matériaux susceptibles d’être préparés à basse température, et qui répondent parfaitement aux objectifs fixés initialement trouver des petits ligands minéraux asymétriques c’est à dire ne possédant pas d’entités organiques, car cette dernière stratégie est remise en cause du fait de la faible stabilité thermique, et donc de la faible stabilité sous irradiation laser du ces composés. L’étude réalisée a débouché sur l’obtention de plusieurs phases nouvelles et bien cristallisées à savoir : PbCl(SCN), K2HgBr2(SCN)2 , NH4[HgCl2(SCN)] , NH4[HgCl(SCN)2] , Hg2FeCl3(SCN)4, Hg3FeCl2(SCN)6 et Hg4FeCl4(SCN)6. . Chaque nouveau composé préparé est d’abord caractérisé par son diagramme de diffraction des rayons X sur poudre et son analyse chimiques qualitative (ou pseudo qualitative) par EDAX. Si nécessaire, sa structure cristalline est ensuite déterminée par diffraction des rayons X sur monocristal. Sa stabilité thermique est ensuite évaluée. La préparation de thiocyanates bimétalliques apporte une grande ouverture à ce sujet. Le système le plus intéressant est le système mercure - fer . Le composé Hg3FeCl2(SCN)6 semble cristalliser très facilement sous forme de cristaux millimétriques, sans précautions particulières à partir de la solution aqueuse. Il paraît donc être un bon candidat pour des études de cristallogenèse Les résultats obtenus dans le cadre de ce large travail de synthèse ouvrent un vaste champ d’investigation vers d’autres complexes halogénés bimétalliques contenant un métal et un ion métallique potentiellement luminescent. The aim of the present work is the search of new noncentrosymetrique structures materials for nonlinear optics (NLO). The targeted nonlinear optical (NLO) properties concern particularly applications in the field of integrated optics that require enhanced new devices such as switchers, optical frequency converters and electro-optical modulators as interface between microelectronic and photonic systems. The literature survey conducted during this work led us to choose the thiocyanates family, materials which can be prepared at low temperature and which obey perfectly to the initially fixed objectives i.e. the use of small nonorganic ligands. The present study led to many new well crystallised phases which are: PbCl(SCN), K2HgBr2(SCN)2 , NH4[HgCl2(SCN)] , NH4[HgCl(SCN)2] , Hg2FeCl3(SCN)4, Hg3FeCl2(SCN)6 et Hg4FeCl4(SCN)6. Every new material has been characterized by powder X-ray diffraction and EDAX chemical analysis. If necessary, the crystallographic structure is then determined by means of single crystal X-ray diffraction. Thermal stability of all these compounds ahs also been studied . The preparation of bimetallic thiocyanates provides a big opening in this field. The most important system is mercury-iron thiocyanates. The compound Hg3FeCl2(SCN) crystallises very easily into millimetric single crystals from aqueous solution without any particular precautions. It is hence a good candidate for crystal growth. The achieved results during this large work of synthesis and characterisation opens a wide field of investigation towards new bimetallic-halogen complexes containing one potentially luminescent metal ion. ان الهدف من هذه الدراسة هو البحث عن بنيات جديدة لها خصائص في مجال البصريات غير الخطية و التي لها تطبيقات خصوصا في الاجهزة البصرية المتكاملة كمحولات التردد و المكيفات الكهرو-بصرية. كل هذه الاجهزة تستعمل كواجهة بين الدرات الالكترونية و الفوتونية. سمح المسح البيبليوغرافي المنجز خلال هذا العمل من اختيار عائلة التيوسينات المعدنية و ذلك لامكانية تحضيرها عند درجات حرارة غير عالية، و انها ايضا لا تحتوي على جزيئات عضوية التي تحد من استقرار المواد حراريا و تفككها تحت اشعة ليزر. تم خلال هذا البحث اصطناع عدد من المركبات الجديدة و التي تم تحديد بنياتها و خصائصها بواسطة الطرائق الفيزيائية المختلفة المستعملة في هذا المجال، من بين هذه المركبات: PbCl(SCN)، K2HgBr2(SCN)2، NH4[HgCl2(SCN)]، NH4[HgCl(SCN)2]، Hg2FeCl3(SCN)4، Hg3FeCl2(SCN)6، Hg4FeCl4(SCN)6. ان اصطناع مركبات ثنائية المعدن خاصة منها النظام حديد-زئبق سيضيف لموضوع البحث اهمية كبيرة مما سيفتح مجالا اوسع في التطلع الى امكانية اصطناع مركبات اخرى. بينت دراسة المركب Hg3FeCl2(SCN)6 سهولة الحصول على بلورات من الحجم الكبير، مما يؤهل هذه المركبات للاستعمال في المجال البصري.