L’exaltation de la photoluminescence visible, induite par l'exposition à la lumière UV, de nanoparticules (NPs) de sulfure de zinc dopées au Mn, préparées en solution, est un phénomène très controversé dans la littérature.

Il est souvent expliqué comme étant la conséquence d’un effet de passivation induit par la polymérisation des ligands ou surfactants de surface. Grâce au couplage de différentes techniques d’analyse (spectroscopie photoélectronique à rayons X, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et spectroscopie de résonance paramagnétique électronique), nous avons montré sur des particules de ZnS:Mn nues, préparées dans l’éthanol, que cette luminescence photoactivée est plutôt la conséquence d'effets de contrainte de réseau. L’irradiation UV dans l'air favorise l'oxydation de la surface, remplaçant la couche externe de sulfure par une fine couche de sulfate. Cette couche d’oxyde induit des contraintes mécaniques sur le réseau blende, abaissant ainsi localement la symétrie Td des centres émetteurs [MnS4]6- en une symétrie C3v. Dans cette symétrie, l’hybridation p-d, des orbitales moléculaires complexes impliquées, est plus grande, relâchant ainsi partiellement les règles de sélection de Laporte contrôlant la transition électronique entre ces états moléculaires (4T1 vers 6A1).

Antonio Valerio Longo, Baptiste Notebaert, Mériem Gaceur, Gilles Patriarche, Alice Sciortino, Marco Cannas, Fabrizio Messina, Hans Jurgen von Bardeleben, Nicolas Battaglini and Souad Ammar

J. Phys. Chem. C 2022, 126, 3, 1531–1541
Publication Date:December 30, 2021
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c09687