Thème I
Elaboration, caractérisation et modélisation des fluorures cristallisés
(Responsable : Marc LEBLANC)

Le thème intitule " Fluorures cristallisés " existe depuis l’origine du laboratoire créé par R. De Pape dans les années 60. Initialement axé sur la cristallochimie de fluorures simples, les sujets de recherche se sont peu à peu déplacés vers des phases à anions mixtes ou hybrides.

La synthèse de nouveaux fluorosels inorganiques à oxo-anions plans (CO₃^2-, BO₃^3-) ou tétraédriques (SiO₄^4-, PO₄^3-) a constitué le sujet majeur de ce thème au cours des années 90. Quatre thèses de doctorat ont été soutenues sur ce type de fluorures (Nicolas Mercier sur les fluorocarbonates en 1994 ; Jean-Marc Le Meins sur les fluorophosphates en 1998 ; Gwenaël Corbel sur les fluoroborates en 1999 ; Amor Ben Ali sur les fluorocarbonates en 2003). Ces matériaux, susceptibles d’applications en optique non linéaire, en catalyse, voire dans les piles à combustible, sont caractérisés par une transparence intéressante vers le domaine de l’ultraviolet et de fréquents arrangements non-centrosymétriques des entités triangulaires (CO₃^2-, BO₃^3-). Le fluorocarbonate K₄Eu₂(CO₃)₃F₄, qui présente une activité en doublage de fréquence proche de celle du KTP, témoigne de ces propriétés. La synthèse hydrothermale, largement pratiquée au laboratoire, a constitué la méthode de choix pour la synthèse de ces fluorosels inorganiques.

La synthèse de fluorures hybrides, abordée depuis quatre années, vise à obtenir des composés à charpente inorganique tridimensionnelle ouverte, majoritairement fluorée. Nous avons montré que la synthèse solvothermale par voie micro-onde permet leur élaboration. En présence de cations Al³⁺, Zr⁴⁺, Ta⁵⁺, de di-, tri, ou tétra-amines, de nombreuses phases 0D ou 1D ont été mises en évidence ; des polyanions complexes et originaux sont rencontrés : (Al₈F₃₅)^11-, (Al₇F₃₀)^9-, (Al₇F₂₉)^8-. Deux thèses sont en cours (Karim ADIL et Mohamed Ali SAADA).