Academic literature on the topic 'Composés ternaires – Propriétés optiques'

Dans le present memoire, nous avons aborde la croissance en couches minces de znsias#2 par e. P. V. Et e. P. V. O. M. , et ses proprietes optiques et electriques. Dans la premiere partie, apres un bref rappel bibliographique des travaux deja realises sur la croissance de znsias#2, nous avons presente le bati d'epitaxie que nous avons realise. L'etude de l'influence des conditions de croissance sur la morphologie et sur la qualite cristalline des couches, nous a permis de constater que la temperature de croissance doit etre superieure a 650c, pour eliminer la formation de zn#sas#2, et inferieure a 680c pour eviter la decomposition thermique de znsias#2. Parallelement, nous avons cherche a optimiser les parametres de croissance en etudiant, d'une facon systematique, la cinetique de croissance sur gaas et al#2o#3. Dans la deuxieme partie, nous avons determine l'indice de refraction, le coefficient d'absorption et le seuil d'absorption optique, a partir des spectres de reflection et de transmission. La reflectivite a 2k nous a permis d'observer six structures entre 2,2 et 3,6 ev. Les resultats des premieres caracterisations electriques (resistivite, effet hall) sont presentes. Le caractere p naturel de znsias#2 est confirme. Les concentrations comprises entre 10#1#8 et 10#1#9 cm##3n insensibles aux conditions de croissance suggerent la possibilite d'une interdiffusion de ha a partir du substrat de gaas dans la couche de znsias#2

Ce travail s’inscrit dans un contexte de développement de procédés avancés et verts pour la production d’énergie et/ou la protection de l’environnement. Dans cette finalité, des oxydes ternaires à bases de métaux de transition ont été synthétisés au laboratoire par la méthode de coprécipitation. Il s’agit de particules de molybdates bifonctionnelles de type AMoO4 (A = Co, Ni et Cd), dont nous avons cherché à en maitriser les paramètres clés qui permettent de moduler les tailles et/ou formes tout en nous assurant une meilleure reproductibilité du procédé de synthèse. Différentes techniques de caractérisation structurale, topographique et chimique (DRX, FTIR, MEB, AFM, EDS), ont été utilisées dans un premier temps. Ces analyses ont permis d’accéder à différents paramètres caractéristiques : structure cristalline, paramètres de maille, taille des cristallites et contraintes en leur sein. Une différence entre les trois molybdates a été mise en évidence au niveau des paramètres de maille et de l’existence de micro-contraintes d’extension ou de compression ainsi que de défauts et lacunes. Cette différence a également concerné la rugosité superficielle (valeurs quadratiques moyennes de quelques dizaines de nanomètres) ainsi que la taille (d’une centaine de nanomètres à une dizaine de micromètres) et de la forme (nano-bâtonnets agglomérés pour CoMoO4, nano-feuillets pour NiMoO4 et sphéroïdes pour CdMoO4). Ces particularités ont été mises à profit pour illustrer les effets structuraux multi-échelle combinés, sur les performances photo-catalytiques des systèmes ternaires AMoO4. Préalablement, les propriétés optiques de ces composés ont été évaluées par spectrophotométrie UV-Visible en mode réflectance diffuse (DRS). Les gaps optiques ont été estimés en approchant les mesures expérimentales par le modèle de Kubelka-Munk : 2.8, 2.4 et 3.7 eV dans les cas du Co, Ni et Cd respectivement. Le concept de diagramme de bandes (niveaux énergétiques EC et EV associés aux bandes de conduction et de valence), associé à celui de potentiel électrochimique (électronégativité et énergie libre des électrons), ont permis d’établir un diagramme énergétique vérifiant l’adéquation entre les énergies potentielles (EC et EV) mises en jeux et les potentiels d’oxydoréduction des couples H2O/•OH, OH-/•OH et O2/•O2‐ et donc le potentiel de ces oxydes ternaires dans le domaine de la photocatalyse.Les tests photo-catalytiques, réalisés en considérant le bleu de méthylène (BM) comme colorant (polluant) modèle, ont été très concluants avec une efficacité de dégradation sous irradiation de l’ordre de 87% avec le NiMoO4 et de l’ordre de 52% pour le CoMoO4, au bout d’une heure seulement. Si dans le cas du cobalt, le modèle simplifié de Langmuir-Hinshelwood, proposé par Vollbrecht convenait pour approcher les mesures, c’est le modèle de pseudo second ordre de Nelson-Yoon qui s’est révélé plus approprié pour le nickel. Les valeurs des constantes cinétiques étant alors largement supérieures à celles estimées à partir du modèle simplifié de Langmuir ; signe d’une rapidité du processus de dégradation, en désaccord avec d’autres travaux relatifs aux mêmes familles des composées AMoO4.La réutilisation des particules de molybdates dans plusieurs cycles photo-catalytiques successifs, a montré que les taux de dégradation du MB sous l’effet de NiMoO4 restent assez remarquables en dépit de la baisse constatée : 80%, 74%, 65% et 55% du deuxième au dernier cycle. Dans des conditions identiques, le CoMoO4, a montré une diminution plus lente de la capacité de photo-dégradation : 47% et 46% pour les deuxième et troisième cycles contre 52% pour le premier
Development of green advanced processes for energy production and/or environmental protection is of prime importance. For this purpose, transition metal ternary oxides have been synthesized in the laboratory by a coprecipitation method. These are AMoO4 bifunctional molybdate particles (A = Co, Ni and Cd), of which we have sought to master the key parameters that make it possible to modulate the sizes and or shapes while ensuring reproducibility of the synthesis process. Several characterization techniques (DRX, FTIR, MEB, AFM, EDS) were used to access different characteristic parameters: crystal structure, lattice parameters, the crystallites size and strain. Measurements highlighted differences between the three molybdates concerning the mesh parameters and the existence of micro-stresses (extension or compression) as well as of defects and vacancies. This difference also concerned the surface roughness (mean square height values of a few tens of nanometers) as well as the size (from a hundred nanometers to tens micrometers) and the shape (agglomerated nano-rods for CoMoO4, nano-sheets for NiMoO4 and spheroids for CdMoO4). These features have been used to illustrate the combined multi-scale structural effects on the photo-catalytic performance of AMoO4 ternary systems. Beforehand, the optical properties of these compounds were evaluated by UV-Visible diffuse reflectance spectrophotometry (DRS). The optical band gaps were estimated by fitting the experimental measurements by the Kubelka-Munk model: 2.8, 2.4 and 3.7 eV in the cases of Co, Ni and Cd respectively. The concept of band diagram (EC and EV energy levels), associated with that of electrochemical potential (electronegativity and free energy of electrons), made it possible to establish an energy diagram verifying the adequacy between the potential energies (EC and EV) involved and the redox potentials of the couples H2O/•OH, OH-/•OH et O2/•O2‐ and therefore the potential of these ternary oxides to be efficiently used in the field of photocatalysis.The photo-catalytic tests, carried out on methylene blue (BM) considered as a dye (pollutant) model, were very conclusive with a degradation efficiency, under only one-hour irradiation, of order of 87% with NiMoO4 and of the order of 52% for CoMoO4. For the latter, the simplified model of Langmuir-Hinshelwood, proposed by Vollbrecht was suitable for fitting the experimental data, while it is the pseudo second order Nelson-Yoon model which proved to be the more suitable for nickel. The values of the kinetic constants then being much higher than those estimated from the simplified Langmuir model, sign of higher degradation process speed, in disagreement with other works relating to the same AMoO4 compounds.The reuse of molybdate particles in successive photo-catalytic cycles has shown that the degradation rates of MB under the effect of NiMoO4 remain quite remarkable despite the observed decrease: 80%, 74%, 65% and 55% from the second cycle to the last one. Under identical conditions, CoMoO4, showed a slower decrease in the photo-degradation efficiency: 47% and 46% for the second and third cycles against 52% for the first

Les quantum dots (QDs) ont un fort potentiel pour la détection biologique, le photovoltaïque et la catalyse en raison de leurs propriétés photophysiques uniques. Les semiconducteurs les plus étudiés contiennent des métaux lourds comme le cadmium et le plomb et leurs domaines d’applications sont très limités. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé de nouveaux procédés de synthèse en milieu aqueux des QDs ternaires AgInSAgInS₂ et quaternaires AgInS₂/ZnS et avons étudié leur dopage par les cations Ni²⁺ et Co²⁺ afin de préparer des nanocristaux dotés de propriétés fluorescentes et magnétiques. Nous avons tout d’abord optimisé la synthèse des QDs AIZS en milieu aqueux en utilisant le 3-MPA comme ligand et avons produit des nanocristaux avec un rendement quantique de fluorescence de 65%. Puis, le dopage de ces nanocristaux par les cations Ni(+2) et Co(+2) a été étudié. Une chute du rendement quantique de fluorescence est observée après le dopage. Les meilleures propriétés magnétiques ont été observées à basse température (10 K) et les valeurs d'aimantation augmentent avec la concentration en dopant. Les QDs AIZS ont été associés aux nanotiges ZnO par hétérojonction pour former un bon photocatalyseur ZnO/AIZS(10%) qui dégrade 98% de l’Orange II en visible dans 90min sous intensité 40W/cm². Ce matériau est recyclable, vu que son activité photocatalytique ne baisse que légèrement après 8 cycles (91% de photodégradation)
Quantum dots (QDs) have high potential for biological detection, photovoltaics and catalysis due to their unique photophysical properties. The most studied semiconductors contain heavy metals such as cadmium and lead and their fields of application are very limited. As part of this thesis, we developed new aqueous synthesis processes for ternary QDs AgInS₂ and quaternary AgInS₂/ZnS and studied their doping by the Ni(+2) and Co(+2) cations to prepare nanocrystals with fluorescent and magnetic properties. We first optimized the synthesis of AIZS QDs in aqueous media using 3-MPA as ligand and produced nanocrystals with a fluorescence quantum yield of 65%. Then, the doping of these nanocrystals by cations Ni(2+) and Co(2+) was studied. A drop in quantum fluorescence efficiency is observed after doping. The best magnetic properties were observed at low temperature (10 K) and the magnetization values increase with the dopant concentration. The AIZS QDs have been associated with the ZnO nanorods by heterojunction to form a good photocatalyst ZnO/AIZS(10%) which degrades 98% of the Orange II in visible during 90 min under intensity 40 W/cm². This material can be reused, its photocatalytic activity only slightly decreases after 8 cycles (91% photodegradation)

Cette these presente une etude par des mesures galvanomagnetiques (resistivite, magnetoresistance, effet hall) des proprietes de transport electrique des monopnictures et monochalcogenures de neptunium (de structure nacl), de la solution solide pusb(1-x)te(x), et du compose intermetallique nppt3. Pour une meilleure comprehension des phenomenes physiques nos mesures sont discutees en etroite association avec les resultats obtenus par la diffraction des neutrons, l'aimantation et la spectroscopie mossbauer. L'etablissement de l'ordre antiferromagnetique triple-k de type i pour les monopnictures npas, npsb et npbi induit l'ouverture d'un gap dans la surface de fermi qui fait brusquement chuter le nombre de porteurs de charge et se traduit par une brutale augmentation de la resistivite. Dans le cas de npbi qui a la plus faible resistivite a temperature ambiante, l'ouverture du gap est si importante que ce compose devient semiconducteur. Il n'est pas aise de trancher de maniere definitive sur la nature du transport electrique des monochalcogenures de neptunium, il apparait cependant de maniere claire que ces composes sont des semi-metaux a temperature ambiante tandis qu'a basse temperature un caractere semiconducteur devient preponderant dans le cas de nps, alors que npte tendrait plutot vers un comportement metallique. Dans le cas de la solution solide pusb(1-x)te(x), il apparait que l'addition du tellure n'est pas simplement une dilution continue de pute non magnetique dans pusb, mais implique des changements fondamentaux dans les mecanismes d'echange induits par le changement de la concentration en electron. Le comportement kondo est present qu'elle que soit la concentration en tellure. Pour le compose nppt3 nous avons pu etablir son diagramme de phase magnetique a l'aide de mesures de resistivite sous champ magnetique et de fixer la temperature d'ordre antiferromagnetique t#n=30 k

Le but de ce travail est d'appronfondir la comprehension des proprietes cristallographiques et magnetiques de la nouvelle famille de composes r#3(fe,t)#2#9 (r = terre rare et t = ti ou v) et de comparer ces proprietes avec celles des autres familles de composes intermetalliques r-fe riches en fer, qui trouvent leur application principale dans les materiaux pour aimants permanents. Nous montrons que les composes 3 : 29 peuvent se former par reaction a l'etat solide avec les elements de terres rares lourdes r = gd, tb, dy et y. Une analyse cristallographique detaillee du cristal y#3(fe,v)#2#9 obtenu par la methode de czochralski revele qu'il est forme de plusieurs domaines cristallographiques de structure monoclinique de type nd#3(fe,ti)#2#9, chaque domaine etant relie aux autres par rotation d'angles = n. 60 autour de la direction 1 0 2. La contribution 3d au magnetisme des composes 3:29 est determinee par la caracterisation du cristal d'yttrium. L'analyse quantitative de l'anisotropie magnetocristalline, de l'aimantation a saturation et de la temperature d'ordre rend compte du caractere intermediaire de la structure cristallographique des composes 3:29 entre les structures des composes 2:17 et 1:12. La derniere partie porte sur l'analyse des composes ou l'element r est magnetique. Les coefficients d'echange n#t#b#f#e et de champ cristallin a#k#q# sur les sites 2a et 4i de l'ion tb#3#+ sont calcules a partir des mesures d'aimantation effectuees sur un cristal de terbium et sont compares avec ceux qui caracterisent les composes 2:17 et 1:12. Les interactions d'echange r-fe sont dans les composes 3:29 du meme ordre de grandeur que dans les autres series de composes r-fe. Nous notons que la decroissance de n#r#f#e a travers la serie des lanthanides est differente pour les composes riches et pauvres en fer. Ce phenomene est attribue a une difference de la polarisation de la bande 5d selon la stchiometrie des composes.

La stabilisation de la structure cristalline thmn#1#2 dans les alliages r(fe-m')#1#2 exige une reduction de la densite d'electrons de valence par rapport a celle apportee par 12 atomes de fer. Ceci est fait en substituant le fer par le molybdene. L'insertion des atomes interstitiels tels que z=h, c et n dans les alliages rfe#1#0#,#5mo#1#,#5 provoque des modifications importantes de leurs proprietes physiques. Si pour les alliages, la taille de l'element r se manifeste dans l'evolution du parametre a de la maille elementaire, au fur et a mesure du remplissage du site interstitiel c'est le parametre c qui traduit la variation de taille de l'element r. La temperature d'ordre des alliages et le moment magntique moyen du fer augmentent apres l'insertion de z. Les contributions a l'anisotropie magnetocristalline de l'element r et du fer sont fortement modifiees par la presence de z. En particulier, avec l'azote ou le carbone les deux contributions sont completement changees en signe et amplitude. L'etude par diffraction neutronique sur poudre a permis d'une part, de localiser l'hydrogene et d'autre part, de suivre l'evolution de la hierarchie des moments magnetiques pour les differents sous-reseaux de fer. Des effets magnetoelastiques notables accompagnent la reorientation de spin dans l'alliage ou r=dy. La justification d'une configuration ferro ou ferrimagnetique oblique, requiert une reduction de symetrie selon l'analyse des representations. Une methode numerique a ete mise au point afin de reproduire les courbes d'aimantation mesures sur poudre orientee tout en tenant compte du degre de desorientation des cristallites, pour une bonne determination des constantes d'anisotropie k#1 et k#2. Les courbes d'aimantation mesurees sur monocristal de dyfe#1#0#,#5mo#1#,#5 ont ete reproduites par un calcul auto-coherent selon un modele d'interaction d'echange et de champ cristallin. On en deduit un ensemble de parametres de champ cristallin a#m#1 qui permettent de reproduire de facon raisonnable les phases magnetiques stables a basse temperature pour la serie des alliages