Organometallic approach to nanoparticles synthesis and self-organization

Abstract

The use of organometallic precursors allows the synthesis in mild conditions of metal nanoparticles displaying a controlled size, shape and surface environment. This method has been extended to the synthesis of bimetallic magnetic nanoparticles of controlled anisotropy and of semi-conducting oxides. We have furthermore demonstrated recently the ability of these particles to change their size or shape according to the properties of the surface ligands present. This review will focus on the organometallic approach developed in Toulouse towards the synthesis of the particles and the demonstration of the presence and role of the different ligands in the chemistry of the particles. In a second step, we describe the role of Coordination Chemistry to orientate the growth of the particles to control their monodispersity and their shape (spheres, rods, cubes, wires). A special point will be devoted to the self-organization of the particles and to the formation of 3D super-lattices of nanoparticles, a true crystallization process. Finally, some applications in physics and microelectronics will be described. To cite this article: B. Chaudret, C. R. Physique 6 (2005). L'utilisation de précurseurs organométalliques permet la synthèse de nanoparticules métalliques dans des conditions très douces de température et de pression. La taille, la forme et la surface des particules peuvent ainsi être contrôlées. Cette méthode peut être étendue à la synthèse de nanoparticules bimétalliques, par exemple d'anisotropie magnétique contrôlée, ou de nanoparticules d'oxydes semi-conducteurs. Nous avons démontré la possibilité pour ces particules de changer de taille et de forme en solution en fonction des propriétés des ligands organiques utilisés. Cet article de revue présente la méthode de synthèse organométallique utilisée à Toulouse et fait apparaître l'importance des ligands pour contrôler la chimie de surface des particules. De plus, ces ligands permettent de contrôler l'étape de croissance pour conduire à des nanoparticules monodisperses de formes variées (sphères, cubes, bâtonnets, fils). Nous décrivons également l'auto-organisation de ces particules et la formation de super-réseaux en 2 ou 3 dimensions. Quelques applications de ces nanoparticules sont brièvement décrites. Pour citer cet article : B. Chaudret, C. R. Physique 6 (2005).