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Theoretical study of the electronic and optical properties of photocatalytic inorganic materials
L irradiance solaire journalière reçue à la surface de la terre, en l absence de nuages, est d environ 250 W/m2. La conversion d une partie de cette source d énergie inépuisable est d un intérêt immédiat pour notre vie de tous les jours. Au cours des quatre dernières décennies, un nombre important d...
| Auteurs principaux : | , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français anglais |
| Titre complet : | Theoretical study of the electronic and optical properties of photocatalytic inorganic materials / Tilak Das; sous la direction de Xavier Rocquefelte ; co-encadrant Stéphane Jobic |
| Publié : |
Nantes :
Université de Nantes
, 2012 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Condition d'utilisation et de reproduction : | Publication autorisée par le jury |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Science des matériaux, Physico-Chimie du Solide : Nantes : 2012 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Theoretical study of the electronic and optical properties of photocatalytic inorganic materials |
| Résumé : | L irradiance solaire journalière reçue à la surface de la terre, en l absence de nuages, est d environ 250 W/m2. La conversion d une partie de cette source d énergie inépuisable est d un intérêt immédiat pour notre vie de tous les jours. Au cours des quatre dernières décennies, un nombre important de travaux, consacrés à la photocatalyse, a été réalisé dans un contexte lié aux problèmes énergétiques et environnementaux mondiaux. Cette thèse est dédiée à l étude théorique de matériaux semi-conducteurs, prometteurs pour des applications dans le domaine de la photocatalyse. Plus précisément, ce manuscrit est centré sur l étude des propriétés électroniques et optiques des phases MQ (M = Al, Ga, In, Zn, Cd et Q = N, P, As, Sb, O, S, Se, Te) et des composés photocatalytiques BiVO4 et La2ZnTiO6. De plus, une nouvelle démarche permettant d accéder aux positions absolues des bandes d'énergie de semi-conducteurs est proposée. L ensemble de ces calculs permet de mieux comprendre le rôle joué par l'absorption de la lumière, la durée de vie électron-trou et les réactions d'oxydo-réduction sur l'efficacité d'un composé photocatalytique donné. À cette fin, nos calculs ont été réalisés en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), mais aussi des approches basées sur des fonctionnelles hybrides. In a clean full Sun sky, the daily average solar irradiance coming into Earth surface is approximately 250 W/m2. Converting a part of this inexhaustible solar energy is of direct interest for our everyday-life. Over the past four decades, an important number of investigations, devoted to photocatalysis, have been carried out in a context related to global energy issues and environmental water and air pollution control. This thesis aims at the theoretical description of semiconductor materials which are promising for photocatalytic applications. We focused our discussion on the electronic and optical properties of MQ phases (M = Al, Ga, In, Zn, Cd and Q = N, P, As, Sb, O, S, Se, Te), the visiblelight photocatalytic compounds BiVO4 and La2ZnTiO6. In addition, a new strategy to access the absolute energy band positions of semiconductors is proposed. All these calculations allow to better understand the role played by the light absorption, the electron-hole lifetime and the redox reactions on the efficiency of a given photocatalytic compound. For such purpose, our calculations have been realized using standard density functional theory (DFT) approaches, but also hybrid functionals. |
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| Variantes de titre : | Etude théorique des propriétés électroniques et optiques de matériaux inorganiques photocatalytiques |
| Notes : | Thèse rédigée en anglais avec un résumé en français étendu de 60 feuillets |
| Bibliographie : | Références bibliographiques |