Les nanocristaux de semiconducteur sont des amas de taille nanométrique qui contiennent quelques centaines ou quelques milliers d’atomes. Leur composition chimique est celle d’un semiconducteur formé par des élements contenus dans les colonnes III-V du tableau périodique : InP, InAs, GaAs, …., ou un semiconducteur de la famille II-VI : CdSe, CdS, CdTe, … ; de la famille III-VII : ClCu , BrCu… ou encore celle d’un semiconducteur IV comme le Si et le Ge. Ils se trouvent normalement disséminés dans une matrice (polymère, solution, gel, verre…) dont la transparence permet leur étude optique.

-La caractéristique principale de ces matériaux est la présence des effets de confinement quantique pour les électrons. Ces effets apparaissent lorsque la taille des nanocristaux est comparable à la longueur d’onde des électrons dans le matériau et lorsque les électrons sont entourés par des barrières d’énergie. C’est ainsi que les nanocristaux de semiconducteur constituent des puits de potentiel tridimensionnel pour les électrons. En effet, ces matériaux sont de véritables boîtes quantiques qui confinent le mouvement des électrons dans les trois directions de l’espace. Une de conséquences du confinement électronique est la discrétisation de la structure électronique de ces matériaux. De ce fait, les nanocristaux de semiconducteur sont appelés très souvent des atomes à l’état solide. Par conséquent, les propriétés optiques linéaires et non-linéaires sont fortement modifiées par rapport à celles du semiconducteur massif ayant la même composition chimique. L’étude de ces nouvelles propriétés constitue un vaste domaine de recherche fondamentale et appliquée.

-Les stagiaires réaliseront des mesures d’absorption optique à température ambiante et à basse température jusqu’à environ 10K pour des échantillons contenant des nanocristaux de CdSe de différents tailles. Ils discuteront des effets de la température et de l’inhomogénéité des échantillons sur le seuil d’absorption. En utilisant un modèle simple de confinement électronique les stagiaires déduiront la taille moyenne des nanocristaux contenus dans ces échantillons.