Résumé
L’encapsulation de molécules pi-conjuguées dans la cavité de nanotubes de carbone monofeuillets permet l’élaboration de nano-systèmes hybrides aux propriétés optoélectroniques modulables. Cette étude concerne le confinement de quaterthiophene dans des nanotubes de différents diamètres. Les interactions physiques entre les chromophores confinées et les nanotubes hôtes sont étudiées par spectroscopies de photoluminescence (PL) et de diffusion Raman. Les mesures de PL montrent une amélioration importante de l'intensité de photoluminescence (facteur 5) pour les nanotubes de faibles diamètres (0.9 nm). Les modes Raman haute fréquence (bande G autour de 1600 cm-1) des systèmes hybrides présentent une baisse d'intensité associée à des modifications de profil et de position. Ces différents comportements sont compatibles avec un transfert d'électrons de la molécule vers le nanotube. De plus, proche de l’énergie d’absorption de la molécule confinée, les effets sur la bande G sont amplifiés, suggérant fortement un transfert d'électrons photo-induit. Enfin, le profil Breit-Wigner-Fano (caractéristique du couplage électron-phonon dans les nanotubes métalliques) de la bande G est fortement affecté pour les nanotubes métalliques fonctionnalisés en surface, ce qui traduit un affaiblissement du couplage électron-phonon. Après encapsulation du quaterthiophene, ce profil particulier est retrouvé, ce qui suggère fortement un renforcement du couplage. Ainsi, le confinement de molécules pi-conjuguées dans les nanotubes de carbone permet de déplacer le niveau de Fermi du nanotube et, par conséquent, de moduler les propriétés opto-électroniques.