Dissertations / Theses: 'Nanoparticules – Croissance'

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Abécassis, Benjamin. "Suivi in situ de la nucléation-croissance de nanoparticules d'or." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00285508.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le suivi in situ des mécanismes de formation de nanoparticules d'or en phase liquide (milieu homogène ou microémulsion) par diffusion de rayonnement aux petits angles. La première partie présente les pré-requis nécessaires à la bonne compréhension de la suite du manuscrit ainsi qu'un aperçu de la littérature sur le sujet. Nous exposons ensuite les résultats d'expériences synchrotron de diffusion des rayons X aux petits angles et de spectroscopie UV-visible résolues en temps effectuées in situ lors de la formation de nanoparticules d'or en solution organique. Nous montrons qu'il est possible de suivre la nucléation et la croissance des particules en temps réel et avec une résolution en temps de quelques centaines de millisecondes. Nous montrons que selon la nature chimique du ligand, les processus de nucléation et de croissance peuvent être concomitants ou séparés dans le temps. Dans ce dernier cas, la croissance est limitée par la réaction des monomères à la surface des particules. Nous montrons également que lorsque la synthèse aboutit à des particules de rayon moyen supérieur à 5 nm, elles s'auto-assemblent pour former des super-réseaux possédant une structure cristallographique cubique faces centrées. Dans une troisième partie, nous étudions par une combinaison de techniques complémentaires, des micro émulsions eau/huile/octylammonium d'octanoate dans la partie micelles inverses du diagramme de phase. La structure des ces microémulsions « catanioniques » est élucidée en fonction du contenu en eau, de la température et de la charge de surface. Les différentes topologies observées (sphère, cylindre, longues chaînes flexibles et connectées) et les transitions de phase sont comparées au comportement prédit par une théorie récente prenant en compte l'énergie de courbure du film de tensioactif. Enfin, nous montrons qu'il est possible d'utiliser ces système pour synthétiser des nanoparticules d'or. L'effet « moule » souvent évoqué pour expliquer la formation de nanoparticules en micelles inverses est dans notre cas inexistant. Il est, en outre, possible de séparer et de purifier les nanoparticules par un léger abaissement de la température en tirant partie du comportement en phase original des microémulsions catanioniques.

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YUAN, Zheng. "Croissance de Nanoparticules de Pd sur surfaces de HOPG préstructurées." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01058639.

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Abstract:

Les nanoparticules présentent des propriétés liées à la taille qui diffèrent fortement de celles observées dans des matériaux massifs. D'intenses recherches sur les nanoparticules sont actuellement en cours du fait de leurs grandes potentialités. Il a été montré que certaines nanoparticules métalliques sont catalytiquement actives et efficaces, comme par exemple le Palladium. L'objectif de la thèse est d'étudier la formation de nanoparticules de Pd déposées sur des surfaces pré-structurées de HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite) afin d'en optimiser la taille, la densité de surface et la stabilité. Trois étapes principales ont été menées dans nos études : la préparation des substrats, le dépôt de Pd et la caractérisation des échantillons par microscopie à effet tunnel (STM). La préparation des substrats contient elle-même deux étapes : la création de défauts par l'implantation d'agrégats Aun+ ou le bombardement de Co2, suivie d'une oxydation thermique. On obtient ainsi la formation de trous contrôlés en profondeur et en diamètre, qui serviront de sites d'ancrage pour les nanoparticules de Pd. Les mesures STM nous ont permis d'établir la relation entre la quantité de Pd déposée et la taille des nanoparticules de Pd formées à la surface du HOPG. Deux modes de croissance ont clairement été mis en évidence. Ils sont liés à la taille des défauts dans le HOPG. Les nanoparticules se présentent soit sous la forme de colliers soit sous la forme de particules isolées. Ces échantillons ont ensuite été caractérisés par des mesures de catalyse en chimie organique (Heck) ainsi qu'en catalyse gaz (oxydation du CO).

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Nahas, Yasmine. "Croissance et magnétisme de nanoparticules organisées d'alliages sur surfaces d'or." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077223.

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Abstract:

Les propriétés magnétiques d'objets nanométriques attirent bien nombre d'études tant pour leurs applications technologiques que du point de vue fondamental. La croissance organisée permet de réaliser des nanostructures de tailles et de densités contrôlées. Ce travail présente des expériences à température variable de la croissance de divers éléments sur les surfaces Au(111) et Au(788) en utilisant un microscope à effet tunnel. Des caractéristiques communes sont extraites : alliages de surface à haute température, incorporation induisant des perturbations de la reconstruction en chevrons, confinement quasi unidimensionnel et chapelets d'îlots à basse température. Les propriétés thermodynamiques de chaque élément montrent une forte influence sur la croissance. Après une étude détaillée sur les éléments simples, la croissance d'alliages organisés a été pour la première fois effectuée. Des nanoplots d'alliages Fe-Pt bien caractérisés, de morphologie régulière et organisés sont obtenus. Des systèmes avec différentes concentrations d'atomes magnétiques peuvent être élaborés avec une forte résistance au recuit et un ordre à grande distance. Des mesures magnéto-optique par effet Kerr sur des nanostructures cœur-coquille Co-Au montrent une augmentation de l'énergie d'anisotropie magnétique. Au-delà de la morphologie, la structure atomique et les relaxations sont importantes pour interpréter les mesures magnétiques des nanostructures d'alliages
The magnetic properties of nanometer size objects cause a large interest in technological applications as well as in the fundamental point of view. Ordered growth allows to obtain nanostructures with a controlled size and density. This work presents variable temperature experiments of the growth of various elements on Au(111) and Au(788) surfaces using a scanning tunneling microscope. Some common features are extracted: surface alloying at hight temperature, incorporation inducing perturbations of the herringbone reconstruction, quasi-unidimensional confinement and islands strings at low temperature. The thermodynamic properties of each element show a strong influence on the growth. After a detailed study on simple elements, the organized growth of alloys has been done for the first time. Fe-Pt alloys nanodots well characterized, regular in size and ordered, were obtained. Systems with various concentrations of magnetic atoms can be elaborated with a strong robustness to the annealing and a long range order. Magneto-optical Kerr effect measurements on Co-Au core-shell nanostructures show an increase of the magnetic anisotropy energy. Beyond the morphology, the atomic structure and the relaxations are important to interpret the magnetic measurements of alloy nanostructures

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Bouet, Nathalie. "Croissance de nanoparticules CoxPt100-x : effets dûs à l’échelle nanométrique." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2020.

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Abstract:

Pour atteindre des densités de stockage d’information de plus en plus élevées, le codage magnétique ne peut se faire que sur des media composés de particules magnétiques de plus en plus petites tout en conservant une stabilité dans le temps élevée. Ainsi, le but ultime serait de produire des nanoparticules ferromagnétiques, magnétiquement indépendantes, servant d’unité de codage de l’information. Les alliages CoxPt100-x en fonction de leur composition peuvent être, du fait de leur anisotropie magnétocristalline et de leur fort moment magnétique, de très bons candidats pour de telles applications. Cependant retranscrire ces propriétés à l’échelle de nanoparticules n’est pas trivial compte tenu des fortes contributions des effets de surface et de confinement. L’étude a porté sur des nanoparticules de cobalt, platine et d’alliages CoxPt100-x préparées par dépôt d’atomes sous ultravide sur substrats amorphes. L’objectif de ce travail a été tout d’abord, de déterminer dans des conditions de préparation contrôlées avec ou sans traitement thermique, l’évolution de l’organisation sur la surface et de la morphologie des nanoparticules en fonction de la composition chimique et de la quantité d’atomes déposés. Ceci a essentiellement été étudié par microscopie électronique en transmission (MET). D’autre part, l’arrangement atomique au sein des nanoparticules (solution solide, alliage ordonné, structure cœur-coquille) a été déterminé par spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) en fonction non seulement des paramètres morphologiques et chimiques mais également en prenant en compte les effets environnementaux. Ces derniers se sont avérés primordiaux non seulement pour la qualité des informations obtenues mais aussi en raison des effets induits sur la structure cristalline des nanoparticules.

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Abecassis, Benjamin. "Suivi in situ de la nucléation-croissance de nanoparticules d'or." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2006. http://www.theses.fr/2006EPXX0070.

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Yuan, Zheng. "Croissance de Nanoparticules de Pd sur surfaces de HOPG préstructurées." Thesis, Mulhouse, 2013. http://www.theses.fr/2013MULH4817/document.

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Abstract:

Les nanoparticules présentent des propriétés liées à la taille qui diffèrent fortement de celles observées dans des matériaux massifs. D'intenses recherches sur les nanoparticules sont actuellement en cours du fait de leurs grandes potentialités. Il a été montré que certaines nanoparticules métalliques sont catalytiquement actives et efficaces, comme par exemple le Palladium. L'objectif de la thèse est d'étudier la formation de nanoparticules de Pd déposées sur des surfaces pré-structurées de HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite) afin d'en optimiser la taille, la densité de surface et la stabilité. Trois étapes principales ont été menées dans nos études : la préparation des substrats, le dépôt de Pd et la caractérisation des échantillons par microscopie à effet tunnel (STM). La préparation des substrats contient elle-même deux étapes : la création de défauts par l'implantation d'agrégats Aun+ ou le bombardement de Co2, suivie d'une oxydation thermique. On obtient ainsi la formation de trous contrôlés en profondeur et en diamètre, qui serviront de sites d'ancrage pour les nanoparticules de Pd. Les mesures STM nous ont permis d'établir la relation entre la quantité de Pd déposée et la taille des nanoparticules de Pd formées à la surface du HOPG. Deux modes de croissance ont clairement été mis en évidence. Ils sont liés à la taille des défauts dans le HOPG. Les nanoparticules se présentent soit sous la forme de colliers soit sous la forme de particules isolées. Ces échantillons ont ensuite été caractérisés par des mesures de catalyse en chimie organique (Heck) ainsi qu'en catalyse gaz (oxydation du CO)
Nanoparticles exhibit size-related properties that different from those observed in bulk materials. Nanoparticle research has attracted intense interest due to its great potential applications. It has been shown that some metallic nanoparticles are catalytically active and effective, such as-Palladium.The aim of this thesis is to study the formation of Pd nanoparticles deposited on pre-structured HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite) surfaces in order to optimize their size, density and surface stability. Three major steps were taken in our studies: preparation of substrates, deposition of Pd and characterization of samples by scanning tunneling microscopy (STM). Substrats preparations itself contains two steps : the creation of defects by Aun+ clusters implantation or by bombardment of Co2 ions, followed by thermal oxidation. These steps give the formation of hales with controlled depth and diameter, which serve as anchoring sites for Pd nanoparticles.The STM measurements have allowed us to establish the relationships between the quantity of deposited Pd and the size of Pd nanoparticles formed on the HOPG surface. Two growth modes were clearly observed which are related to the defect sizes created on the HOPG surface. Nanoparticles are present either in the form of pearl necklace or in the form of isolated particles. These samples were then characterized by catalytic measurements in organic synthesis (Heck) and gas catalysis (CO oxidation)

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Angelo, Da Silva Monique. "Tensioactifs hydroxylés comme agent de croissance pour la synthèse de nanoparticules anisotropes d’or." Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2014. http://www.theses.fr/2014ENCR0019.

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Abstract:

Les nanobatônnets d'or (AuNRs) suscitent un intérêt considérable en raison de leurs propriétés optiques particulières, fortement dépendantes de leur rapport d’aspect (longueur/épaisseur), et donc de leurs applications potentielles en optique et en médecine. Dans ce contexte, le développement de nouvelles stratégies pour la synthèse de nanobatônnets avec des rendements et des sélectivités élevés reste un challenge avec un objectif de contrôle efficace de la taille et de la morphologie. Parmi les différentes voies de préparation, la méthodologie par ensemencement est la plus utilisée, notamment en présence de bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB), comme agent de croissance. A notre connaissance, peu de travaux ont été reportés dans la littérature en présence d’autres agents de croissance. Dans ce contexte, nous avons développé une famille originale d’agents de croissance, les sels de N,Ndiméthyl- N-cétyl-N-hydroxyalkylammonium (HAAX), produisant des nanobatônnets d’or avec des rendements et des sélectivités élevés dans l’eau. Ces tensioactifs présentant une bonne solubilité dans l'eau sont facilement synthétisés avec de bons rendements et différents paramètres structuraux peuvent être modulés tels que: i) la longueur de la chaîne lipophile (C12, C16, C18), ii) la nature des contre-ions par métathèse anionique (X- = F-, Cl-, Br-, I-, BF4 - et HCO3 -), et plus particulièrement iii) la tête polaire hydroxylée. Les nanoparticules d’or obtenues par la méthode d’ensemencement ont été caractérisées par spectroscopie Uv-vis et par Microscopie Electronique à Transmission, montrant l’influence du tensioactif sur la morphologie et la taille (dimension, rapport d’aspect). Cette famille de sels d’ammonium, de par sa modularité, permet d’accéder à différentes formes et tailles de nanoparticules d’or suivant l’objectif souhaité et ouvre ainsi des perspectives intéressantes en termes d’applications
Gold nanorods (AuNRs) have attracted great interest owing to their particular optical properties, strongly dependent on the size and aspect ratio (thickness/length), and thus their potential applications in optics and medicine (therapy, cancer diagnosis. . . ). In this context, the development of new strategies for the synthesis of anisotropic nanorods with high yields and selectivities remains a challenge towards an effective control of the size and morphology. Among the different preparation routes, the seed mediated method is most commonly used, especially in the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a growth-driving agent. To our knowledge, few works have been reported in the literature in presence of other growth driving agents. In this context, we have developed a novel family of growth driving agents, N,N-dimethyl-N-cetyl-N-hydroxyalkylammonium salts (HAAX), producing gold nanorods with high yields and selectivities in water. These surfactants have good solubility in water and are easily synthesized in good yields and different structural parameters could be modulated such as : i ) the length of the lipophilic chain (C12 , C16 , C18), ii ) the nature of the counter ion by anionic metathesis (X- = F-, Cl-, Br-, I-, HCO3 - and BF4 -), and more particularly iii) the hydroxylated polar head. The gold nanoparticles obtained by the seed mediated method were characterized by UV -vis spectroscopy and transmission electron microscopy, showing the influence of the surfactant on the morphology and on the size (aspect ratio). Thus, this family of easily tunable ammonium salts allows access to various shapes and sizes of gold nanoparticles according to the desired target and opens interesting perspectives in terms of applications

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Al, Gharib Sarah. "Dynamique de nucléation/croissance avec et sans réaction chimique." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASF003.

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Abstract:

Dans la première partie, l’étude concerne les étapes élémentaires de la dynamique de nucléation dans le processus de réduction des ions métalliques, en particulier le double rôle du citrate de sodium en tant que réducteur et stabilisant dans la synthèse des nanoparticules d’argent à chaud par la méthode de Turkevich. Pour cela, nous avons utilisé les techniques de radiolyse gamma et pulsée afin de découvrir l’étape critique de la formation initiale des atomes d’argent qui nécessite un potentiel de réduction de l’agent réducteur (le citrate) inférieur à celui du couple Ag⁺/Ag⁰ fortement négatif. Le rendement radiolytique et le spectre transitoire du radical oxydé du citrate Cit(-H)• (par capture de OH• ) ont été établis. Les solutions contenant à la fois des ions d’argent et du citrate sont stables, même contenant déjà des particules d’argent. La réduction de Ag⁺ libre ou de Agn⁺ n’est donc pas due au premier transfert électronique du citrate et le citrate lui-même est un réducteur faible ((E°Cit(-H)•/Cit > 0,4 VENH ). Mais elle est due aux espèces radiolytiques très réductrices telles que les électrons hydratés et les atomes H•. Ag₂⁺ est ensuite réduit par le deuxième transfert électronique du citrate, c’est-à-dire par le radical Cit(-H)• en CO₂+DCA. Le potentiel de réduction de Cit(-H)• est donc calibré en E°(Ag⁺/Ag⁰) = - 1,8 VENH < E°((CO₂+DCA)/ Cit(-H)•) < E°(Ag₂⁺/Ag₂) = -1,2 VENH . Nous concluons que le mécanisme de la synthèse de Turkevich est initié par la réduction partielle à chaud de Ag⁺ en miroir d’argent sur la paroi, suivie de la réduction par le radical Cit(-H)• ainsi formé après diffusion dans le cœur de la solution. Dans la deuxième partie, la nucléation et la croissance des cristaux sont induites par un choc d’impulsion laser unique très puissante dans des solutions sursaturées de nitrate de potassium. La cinétique de la turbidité résultant de la diffraction de la lumière par la croissance des cristaux est observée par spectroscopie optique résolue en temps., L’étude se focalise d’abord sur la partie initiale de la croissance avec un parcours optique de 1 cm, mais elle est limitée par le système de détection à seulement 3,5% de la croissance totale. Dans ce domaine et pour toutes les concentrations de sursaturation étudiées (s = 1,6 à 2,05), l’augmentation de la turbidité est proportionnelle au temps. Ce processus d’ordre zéro implique que non seulement la vitesse d’accrétion est constante, mais que la concentration des cristaux en croissance issus des noyaux reste également constante. Cette concentration peut être déterminée à partir de la taille finale du cristal, mesurée par microscopie. En outre, le nombre de sites d’accrétion par cristal doit être constant et ils sont identifiés comme les sommets. En revanche, les cinétiques détectées avec des parcours optiques plus courts permettent d’observer des parties plus étendues de la croissance totale (jusqu’à 38 % avec un parcours optique de 1mm). Après la partie linéaire, l’augmentation de la turbidité est maintenant nettement accélérée, comme si les sites des arêtes et des facettes, dont le nombre augmente rapidement avec la taille du cristal, fixaient également les molécules. L’analyse complète de la cinétique indique une croissance anisotrope des cristaux avec une constante de vitesse d’accrétion sur les sites des bords et des facettes10⁵ fois plus petite que sur les sommets. Cependant, cette contribution devient prédominante lorsque les cristaux se développent à une taille plus grande. La croissance anisotrope expliquerait en particulier la forme aciculaire naturelle des grands cristaux de nitrate de potassium
In the first part, the study addresses the elementary steps of the nucleation dynamics in the processes of metal ion reduction, in particular the double role of the sodium citrate as the reducing species and the stabilizer also played in the Turkevich method of nanoparticles hot synthesis. For that purpose, we used the techniques of the gamma and pulse radiolysis in order to find out the initiating step of the silver atom formation requiring a reduction potential of the reducing agent (citrate), lower than the strongly negative one of the couple Ag⁺/Ag⁰. The radiolytic yield and the transient spectrum of the citrate oxidized radical Cit(-H)• (from the OH• scavenging) have been established. The silver ion-citrate solutions, even containing already nanoparticules are stable., From the yields values and kinetics obtained under irradiation, the free Ag⁺ or Agn⁺ reduction is thus not due to the first electronic transfer from the citrate and citrate itself is a weak reducing species (E°Cit(-H•)/Cit > 0.4 VNHE ), but to the strongly reducing radiolytic species hydrated electron and H• atoms.Then Ag₂⁺ is reduced by the second electron transfer, i.e.. from the radical Cit(-H)• to CO₂+DCA. The reduction potential of Cit(-H)• is thus calibrated as E°Ag⁺/Ag⁰ = - 1.8 VNHE < E°(CO₂+DCA)/ Cit(-H)• < E°(Ag₂⁺/Ag₂) = -1.2 VNHE . We conclude that the corresponding reactions in the Turkevich synthesis mechanism is initiated by the partial reduction of Ag+ as a silver mirror on the walls, followed by the diffusion of the Cit(-H)• radical so formed to the solution and the reduction in the bulk.In the second part, Nucleation and growth of crystallites are induced by the shockwave of a single laser nanosecond pulse in highly supersaturated solutions of potassium nitrate (saltpeter). The kinetics of the turbidity resulting from the light diffraction by the growing crystals is observed by time-resolved optical spectroscopy. With an optical path of 1 cm, we first focus on the initial part of the increase but it is limited by the detection system to only 3;5% of the total growth. Remarkably, in this domain and for all supersaturation concentrations studied (s = 1.6 to 2.05) the turbidity increase is proportional to time. This zero order process with a constant accretion rate constant implies that not only the solution concentration decay is negligible, but that the nuclei and growing crystals concentration also remain constant. This concentration may be determined from the final crystal size, measured at the end of the growth by microscopy. Moreover, the number of accretion sites per crystal should be constant and they are identified as the apexes. In contrast, the kinetics detected with shorter optical paths enable us to observe larger parts of the total growth (up to 38% with 1 mm of optical path). After the linear part, the turbidity increase is now markedly accelerated, as if the edges and facets sites, the number of which increases rapidly with the crystal size, were also fixing the molecules. The complete analysis of the kinetics concludes to an anisotropic growth of the crystals with an accretion rate constant on these edges and facets sites much lower than on the apexes. However, this contribution becomes predominant when the crystals develop to a larger size. The anisotropic growth would explain in particular the natural acicular shape of large potassium nitrate crystals

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Dureuil, Virginie. "Croissance et propriétés structurales de nanoparticules de cobalt sur alumine amorphe." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077188.

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Louhab, Krim. "Nucléation et croissance électrochimiques de nanoparticules de platine sur substrats de carbone." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0057.

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Abstract:

Le depot electrochimique de nanoparticules de platine sur substrats de carbone (graphite massif, fibre de carbone, poudre) est etudie dans des conditions permettant d'obtenir un grand nombre de particules par unite d'aire. Malgre la limitation par la diffusion en solution les phenomenes de nucleation et de croissance sont observables en saut de potentiel et en saut de courant; les influences du potentiel et des concentrations sont etudiees et l'existence de deux etapes est mise en evidence. Pour des durees d'impulsions de quelques millisecondes on obtient des particules de quelques nanometres de diametre, ce qui permet d'appliquer cette methode a la preparation in situ de particules de catalyseur dans les electrodes de piles a combustible

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Senger, Antoine Le Normand François. "Films de nanotubes de carbone : mécanisme de croissance et magnétisme de films orientés." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1102/01/SENGER_Antoine_2008_restrict.pdf.

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Feiden, Pierre. "Nucléation et évaporation de nanoparticules en phase gazeuse." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112313.

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Abstract:

Ce travail expérimental concerne d’une part l’étude des mécanismes de formation de nanoparticules dans une source à condensation gazeuse et s’intéresse d’autre part à leurs mécanismes de fragmentation lorsqu’ils sont soumis à une excitation lumineuse. La formation d’agrégats se décompose en deux étapes: une phase de nucléation correspondant à la création d’un germe et une phase de croissance où le germe grossit par accrétion d’atomes. Ces deux étapes sont étudiées séparément via la formation de particules homogènes Nan et hétérogènes NanX (X = (NaOH)2 or (Na2O)2) dans un gaz neutre d’hélium. Le mécanisme de formation de ces agrégats se fait par le collage d’atomes de sodium sur les germes Nan* ou X se propageant dans la vapeur de sodium. La phase de croissance est bien interprétée par une simulation Monte Carlo prenant en compte une accrétion séquentielle d’atomes (section efficace type sphère dure) et une dissipation d’énergie fonction de la température du gaz neutre. La phase de nucléation de germes homogènes Nan* est quant à elle interprétée de manière convenable par la théorie classique de la nucléation. La fragmentation de nanoparticules ioniques de type Na+(NaOH)p et Na+(NaF)p est également abordée dans ce travail. Les voies de dissociation observées après absorption de photons ont été comparées avec succès aux prévisions théoriques. Cette confrontation met notamment en évidence l’existence d’une barrière énergétique pour certaines tailles. Enfin, l’étude de la fragmentation d’agrégats doublement chargés Na+ Na+ (NaOH)p illustre la compétition existant entre la fission en deux fragments simplement chargés et l’évaporation unimoléculaire d’un fragment neutre
This work deals with the study of nanoparticles formation in gas phase and their dissociation pathways after an optical excitation. The clusters formation decomposes in two steps: a seed is formed (nucleation phase) and sticks atoms during its propagation in a sodium atomic vapor (growth phase). Those two steps have been observed separately for homogeneous Nan and heterogeneous NanX particles (X = (NaOH)2 or (Na2O)2). The growth mechanism is well interpreted by a Monte Carlo simulation taking into account an accretion mechanism with hard-sphere cross section. The homogeneous nucleation mechanism has been highlighted by a direct comparison with the Classical Nucleation Theory predictions. The clusters fragmentation of ionic Na+(NaOH)p et Na+(NaF)p particles is studied in the second part. The way clusters fragment with size when they are excited optically is compared with theoretical previsions: this highlights the existence of an energetic barrier for special size of clusters. Finally, the fragmentation of doubly charged Na+ Na+ (NaOH)p clusters shows a competition between the fission into two single charged fragments and the unimolecular evaporation of a neutral fragment

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Corde, Joëlle. "Photo-croissance de nanoparticules d'argent dans des couches SiO2/TiO2 : contrôle des propriétés optiques et électriques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. http://www.theses.fr/2012EPXX0022.

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Vandenhecke, Ellick. "Nanostructuration de surfaces diélectriques par pulvérisation ionique pour guider la croissance de nanoparticules métalliques." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2272/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'une part de comprendre et contrôler la formation de rides périodiques nanométriques produites par pulvérisation ionique de films minces diélectriques. D'autre part, ces surfaces nanostructurées sont utilisées pour guider la croissance et l'organisation de nanoparticules d'argent. Ces systèmes anisotropes sont caractérisés par une position spectrale de la résonance plasmon de surface dépendant de la polarisation de la lumière incidente. Nous étudions d'abord par AFM et GISAXS l'influence des conditions de pulvérisation (angle d'incidence et énergie des ions, température, flux, fluence) sur la morphologie des rides (période, amplitude, ordre, ...). Les paramètres pertinents pour le contrôle de la morphologie sont identifiés ainsi qu'une partie des mécanismes physiques mis en jeu. Ensuite, nous étudions par HAADF-STEM l'influence des conditions de croissance (angle d'incidence du flux métallique, degré d'organisation des rides) sur les propriétés structurales des nanoparticules d'argent. Nous montrons que la croissance préférentielle des nanoparticules le long des rides est favorisée par des effets d'ombrage, ce qui conduit à la formation de chaînes linéaires de même période que les rides sous-jacentes et au sein desquelles les nanoparticules sont plus ou moins alignées et allongées. Cela se traduit par une anisotropie optique en champ lointain variable due à la polydispersité des distances interparticules (inférieures à quelques nanomètres) ainsi que des phénomènes de couplage en champ proche plus ou moins importants. Ces structures peuvent trouver des applications en spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS)
On the one hand, the aim of this work is to understand and control the formation of periodic nanometric ripples produced by ion sputtering of dielectric thin films. On the other hand, these nanostructured surfaces are used to guide the growth and organization of silver nanoparticles. These anisotropic systems are characterized by a surface plasmon resonance whose spectral postion is dependent on the polarization of the incident light. We first study the influence of different ion beam sputtering parameters (the ions incidence angle and energy, temperature, energy, flux, fluence) on the ripple morphology (period, amplitude, order, ...) by AFM and GISAXS. The relevant parameters for the control of the ripple morphology are identified as well as some of the physical mechanisms involved. Then, we study the influence of the growth conditions on the structural properties of the nanoparticles (metal deposition angle, ripples pattern quality) by HAADF-STEM. We show that the preferential growth along the ripples is promoted by shadowing effects, thus leading to the formation of linear chains with period similar to the underlying ripples and with more or less elongated and aligned nanoparticles. This results in a far-field tunable optical anisotropy arising from polydisperse interparticle gaps (less than a few nanometers) as well as from more or less strong near-field coupling phenomena. These structures could offer potential for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) applications

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Senger, Antoine. "Films de nanotubes de carbone : Mécanisme de croissance et magnétisme de films orientés." Strasbourg 1, 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/SENGER_Antoine_2008.pdf.

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Abstract:

À partir d'une analyse des prises de masse obtenues lors de croissance de nanotubes de carbone par CCVD suivie par micro-blance à quartz, un modèle cinétique est élaboré à l'échelle de la particule pour comprendre les mécanismes de la nucléation et de la croissance. Nous avons développé une étude des différentes étapes du procédé CCVD incluant une décomposition associative de l'hydrocarbure sur la face catalytique du catalyseur, la diffusion de surface et de volume du carbone, la nucléation et la croissance du nanotube résolue par une méthode de différences finies. Nos résultats indiquent très clairement que les processus de surface sont cinétiquement déterminants. La non-prise en compte des phénomènes à l'échelle atomique ne nous permet pas de prédire quelles sont les structures carbonées qui se forment pendant l'étape de nucléation ou de déterminer avec précision le chemin parcouru par un atome de carbone depuis la face catalytique jusqu'à son insertion dans le nanotube de carbone. Nous avons donc entrepris d'étudier la migration d'un atome de carbone depuis la surface du catalyseur jusqu'au plan graphitique constituant le nanotube de carbone à l’aide d’un code de calcul basé sur la méthode MEAM. La nouvelle génération de matériaux pour le stockage d'information nécessite la conception de réseaux réguliers ultra-denses de nanoparticules ferromagnétiques pouvant être synthétisés par méthode PE-CVD. Des simulations Monte-Carlo ont été effectuées pour sonder l'effet sur les propriétés magnétiques d'une augmentation de l'anisotropie des particules et/ou de la densité sur les capacités de stockage. Nos résultats montrent qu'un rapport d'aspect supérieur à 4 ne change pas fondamentalement les propriétés magnétiques du système et qu'avec de tels systèmes des capacités de stockage de l’ordre de 10 Tbits/inch² sont evisageables
A kinetic model for the growth of carbon nanotubes is develloped based on experimental data obtained by TEOM-CCVD synthesis of CNTs. The model takes into account associative decomposition of hydrocarbon on the surface of the catlytic particle, surface and volume diffusion, nucleation and growth of CNTs solved by finite differnce method. The surfacic process seems to be the rate determining step. To take into account microscopic scale effects a MEAM based programm is developped to analyse the path followed by an atom of carbon from the the catalytic facet to the graphitic shell of the CNT to determine whether the diffusion is volumic, sub-surfacic or surfacic. An experimental method to obtain ultra-high density assemblies of ferromagnetic nanoparticles is the Plasma-Enhanced CCVD. Monte-Carlo numerical simulations are developped to analyse the magnetic properties of such devices. We show that an aspect ratio superior to 4 does not change the magnetic propreties of the system and that we could reach with such devices a density of 10 Tbits/inch², 20 times more than what is done at the moment

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Gibaud, Stéphane. "Etude du ciblage des organes hematopoietiques a l'aide de nanoparticules : application a la doxorubicine et au g-csf (granulocyte colony-stimulating factor) vectorises a l'aide de nanoparticules de polyalkylcyanoacrylates." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA114823.

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Rousseau, Carole. "Vectorisation du G-CSF à l'aide de nanoparticules de polyalkycyanoacrylates." Paris 5, 1996. http://www.theses.fr/1996PA05P201.

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Desforges, Alexandre. "Nucléation et croissance de nanoparticules métalliques dans une matrice organique poreuse : application à la catalyse." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00813982.

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Abstract:

Les nanoparticules supportées sur un support solide permettent de catalyser un grand nombre de réactions. Dans ce travail, nous nous sommes intéressé à la préparation du matériau, puis à son utilisation dans une réaction de catalyse. Le support utilisé est un polymère poreux insoluble de structure microcellulaire appelé polyHIPE, obtenu par la polymérisation d'une émulsion inverse concentrée. La partie réactive est apportée par la génération in situ de nanoparticules de palladium. Nous avons synthétisé une large gamme de matériaux hybrides palladium/polyHIPEs, puis nous les avons caractérisé par diverses techniques comme le MEB, le MET, l'XPS ou la spectroscopie infrarouge. Nous avons contrôlé la taille moyenne et l'état de dispersion des particules grâce au choix des conditions et/ou par une fonctionnalisation adéquate des supports. Nous avons choisi, pour tester l'efficacité en catalyse, de comparer nos supports sur la catalyse d'une réaction de couplage de type Suzuki-Miyaura. Nous avons mis en évidence une forte dépendance de l'activité avec la force de stabilisation des particules, ainsi qu'avec la chimie de surface des nanoparticules. Certains des catalyseurs préparés proposent une bonne activité par rapport aux catalyseurs commerciaux et même, dans un cas, par rapport à un catalyseur homogène. Deux études préliminaires proposent également des améliorations potentielles du support, pour la manipulation des catalyseurs (préparation sous forme de billes) ou leur utilisation dans des conditions de haute température (carbonisation).

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Besson, Sophie Marie Catherine. "Films organisés de silice mésoporeuse : Synthèse, caractérisation structurale et utilisation pour la croissance de nanoparticules." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2001. http://www.theses.fr/2002EPXX0012.

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Vayssières, Lionel. "Precipitation en milieu aqueux de nanoparticules d'oxydes : modelisation de l'interface et controle de la croissance." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066747.

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Abstract:

Le controle des conditions de precipitation en milieu aqueux (ph, force ionique) de la magnetite permet de maitriser la taille de particules nanometriques et d'eviter les phenomenes de vieillissement. On montre que la taille moyenne des particules s'abaisse a mesure que le ph et la force ionique s'elevent. Cette variation est correlee a l'augmentation de la densite de charge electrostatique de surface des particules. Dans les conditions ou la charge de surface est maximale et l'interface electrostatiquement saturee, les equilibres de dissolution-cristallisation impliques dans le veillissement n'interviennent plus. La taille des particules est alors directement reliee au ph de la solution. L'interpretation et la modelisation, fondees sur l'equation d'adsorption de gibbs consistent a evaluer l'abaissement de tension interfaciale oxyde-solution avec l'adsorption des ions hydroxyles. En supposant la tension interfaciale nulle ou proche de zero a l'equilibre, le traitement quantitatif du phenomene permet de definir les conditions de stabilite du systeme dans le temps et de rendre compte avec precision de la taille des particules. Le modele semble aussi permettre d'interpreter la stabilisation de certaines phases metastables en suspension, telles la boehmite et l'akaganeite dont la transformation en bayerite et en hematite respectivement peut etre considerablement ralentie voire evitee a haute force ionique

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Combettes, Ségolène. "Croissance et morphologie de nanoparticules coeur-coquille Fe@Au facettées : une étude expérimentale et théorique." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30162.

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Abstract:

L'association de deux métaux dans les nanoparticules (NPs) bimétalliques permet de combiner les propriétés physiques des deux métaux ou d'exalter l'une d'entre elles. De plus, la configuration chimique qu'adoptent les NPs bimétalliques joue un rôle déterminant quant au comportement des deux métaux l'un par rapport à l'autre, et des nanoparticules face au milieu extérieur. De ce fait, il est primordial de pouvoir contrôler la croissance ainsi que la morphologie finale de ces NPs. Le travail présenté ici concerne les NPs cœur-coquille Fe@Au. Dans cette configuration, la coquille d'or protège le fer de l'oxydation, préservant ses fortes propriétés magnétiques. L'or présente également des propriétés optiques et est un très bon candidat pour l'ancrage de molécules biologiques. Les NPs Fe@Au présentent donc des propriétés optiques et magnétiques, permettent l'ancrage de médicaments à leurs surfaces et sont par conséquent des candidats intéressants pour de nombreuses applications. Cependant la maîtrise de leurs propriétés passe par le contrôle de leur morphologie et de leur ordre chimique. Ce travail est donc consacré à l'étude des mécanismes de croissance et de la morphologie finale des NPs Fe@Au. Pour cela, une étude combinée expériences/simulations a été menée. Tout d'abord, des NPs Fe@Au ont été synthétisées par pulvérisation cathodique magnétron sous ultravide et leur mécanisme de croissance a été étudiée en faisant varier plusieurs paramètres durant la synthèse. La structure et la morphologie des NPs synthétisées a ensuite été étudiée au moyen de techniques avancées de microscopie électronique en transmission. Les NPs adoptant une morphologie originale, avec un cœur de fer cubique et des pyramides tronquées d'or sur chaque face du cube, nous avons notamment montré le rôle joué par la quantité d'or déposée sur la morphologie du cœur de fer. Certaines propriétés, notamment catalytiques, des NPs ainsi obtenues ont aussi été explorées. En parallèle, nous avons mené une étude théorique afin de modéliser le dépôt de l'or sur le fer par simulations Monte Carlo. Plusieurs potentiels interatomiques pour décrire les interactions présentes dans le système Fe-Au ont été paramétrés et testés. Les résultats des simulations montrent que la morphologie des NPs Fe@Au évolue avec la quantité d'or déposé sur le cœur de fer, en accord avec les observations expérimentales. Pour finir, l'argent ayant des propriétés très similaires à celles de l'or, le système Fe-Ag a également été étudié par simulations Monte Carlo. Les différences observées entre les deux systèmes peuvent être attribuées aux différences d'énergie d'interface Fe/Au et Fe/Ag
The association of two metals in bimetallic nanoparticles (NP) allows the combination of the physical properties of the two metals or the enhancement of one of them. In addition, the chemical configuration adopted by bimetallic NPs plays an important role in the behavior of the two metals with respect to each other, and of the nanoparticles with respect to the external environment. Therefore, it is essential to be able to control the growth as well as the final morphology of these NPs. The work presented in this thesis concerns Fe@Au core-shell NPs. In this configuration, the gold shell protects the iron from oxidation preserving its strong magnetic properties. Moreover, gold has interesting optical properties and is a very good candidate for anchoring of biological molecules. Therefore, Fe@Au NPs have optical and magnetic properties, allow the anchoring of drugs to their surfaces and are thus interesting candidates for many applications. However, mastering their properties requires the control of their morphology and of their chemical order. This thesis work is therefore devoted to the study of the growth mechanisms and the final morphology of Fe@Au NPs. To achieve this, a combined experiment/simulation study was undertaken. First, Fe@Au NPs were synthesized in an ultrahigh-vacuum magnetron sputtering device and their growth mechanism was studied by varying several parameters during the synthesis. The structure and the morphology of the synthesized NPs were then studied using advanced transmission electron microscopy techniques. NPs adopting an original morphology, with a cubic iron core and truncated pyramids of gold on each side of the cube, we especially showed the influence of the quantity of deposited gold on the morphology of the iron core. Some properties, in particular catalytic, of the obtained NPs have also been explored. In parallel, we also carried out a theoretical study in order to model the deposition of gold on the iron core by Monte Carlo simulations. Several interatomic potentials needed to describe the interactions present in the Fe-Au system have been parameterized and tested. The results of the simulations show that the shape of the Fe@Au NPs changes with the amount of deposited gold on the iron core, in agreement with experimental observations. Finally, since silver has very similar properties to gold, the Fe-Ag system has also been studied by Monte Carlo simulations. The observed differences between the two systems can be attributed to the differences in Fe/Au and Fe/Ag interface energy

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Bisson, Laure. "Nanoparticules de palladium de morphologies contôlées : application en catalyse d'hydrogénation sélective." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066569.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'étude des propriétés de catalyseurs à base de nanoparticules de palladium de morphologies contrôlées dans une réaction d'hydrogénation sélective de dioléfines. Une préparation de nanoparticules de Pd0 par injection de germes en milieu aqueux en présence d'un tensio-actif a été développée. Les particules de morphologies contrôlées obtenues (bâtonnets, bipyramides, cubes, icosaèdres) exposent des faces cristallographiques {100} et/ou {111}. Un mécanisme de formation gouverné par le phénomène d'agrégation orientée est proposé. Des catalyseurs élaborés par imprégnation des particules de Pd0 sur alumine ont montré des sélectivités en butènes très élevées par rapport à un catalyseur conventionnel en hydrogénation du buta-1,3-diène. La morphologie des particules est reliée aux activités et sélectivités observées. Dans les conditions étudiées, les sites des faces {111} sont plus sélectifs que les sites des faces {100} et

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Moukarzel, Waêl. "Synthèse et caractérisation de glycosilicones et leur application à la préparation et stabilisation de nanoparticules d'or." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1628/.

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Abstract:

Le couplage d'une chaîne siloxane avec des groupements fonctionnels divers donne accès à des polymères aux propriétés originales couplant la flexibilité de la chaîne avec les propriétés des groupes fonctionnels. Dans cet état d'esprit, nous avons souhaité étudier le couplage de groupements de type saccharidiques aux chaînes de polysiloxane. Dans une première partie de ces travaux de thèse, une nouvelle méthode rapide, douce et efficace a été mise au point pour la préparation de polysiloxanes linéaires ou hyperbranchés à groupements saccharidiques, en position latérale ou terminale. La préparation se fait sans utilisation de groupements protecteurs de sucres, permettant ainsi d'éviter les conditions usuelles acides ou basiques de déprotection et de conserver ainsi l'intégralité des chaînes siloxanes avant et après greffage des sucres. Les polymères ont été caractérisés par RMN 1H, 13C, 29Si, IR et Chromatographie d'Exclusion Stérique. Ces " glycosilicones", à taux de greffage et masses modulables à volonté, ont servi par la suite à stabiliser efficacement des nanoparticules d'or préformées en solution aqueuse y compris à des forces ioniques élevées. Les propriétés réductrices d'amino-sucres utilisés au cours de cette thèse pour la synthèse des glycosilicones ont été mises à profit afin de réaliser la synthèse directe de nanoparticules dans des conditions plus douces que les méthodes de synthèse classique (telle que la réduction de sel d'or avec du borohydrure de sodium). Ces amino-sucres (glucosamine, glucamine) jouent le rôle à la fois de réducteurs, de stabilisants en milieu aqueux. L'avantage de cette méthode réside également en l'utilisation d'un réactif unique non toxique en vue de l'utilisation de ces nanoparticules dans des tests biologiques. La méthode de synthèse se fait en une seule étape et à température ambiante et aboutit à la formation de nanoparticules sphériques avec un bon rendement, mais également, induit des croissances anisotropes conduisant à l'obtention de nanoparticules en forme d'étoiles ou multi-branches avec des rendements très élevés. La taille et le nombre de branches des nano-étoiles ont été modulés en ajustant les conditions expérimentales. Elles ont été caractérisées du point de vue de leur morphologie, stabilité et propriétés optiques (résonance plasmon) par microscopie électronique et spectroscopie UV-visible
Coupling a siloxane chain with various functional groups leads to polymers with new properties combining the flexibility of the chain with the properties of the functional groups. Accordingly, we wanted to study the grafting of saccharide groups on polysiloxane polymers. In the first part of this thesis, a new, smooth, efficient and fast method has been developed for the preparation of linear or hyperbranched polysiloxanes with lateral or terminal sugar groups. The preparation is done without the use of protecting groups for sugars. It avoids the use of acid or alkaline conditions for the deprotection thus preventing the decomposition of the siloxane chains before and after grafting the sugars. The polymers were characterized by 1H, 13C, 29Si NMR, IR and Size Exclusion Chromatography. These "glycosilicones" with grafting rate and weights adjustable at will, were subsequently used to efficiently stabilize preformed gold nanoparticles in aqueous solution even at high ionic strengths. The reducing properties of amino sugars used in this thesis for the synthesis of glycosilicones were used for a direct synthesis of nanoparticles under milder conditions than in conventional synthesis methods (such as reducing the gold salt with sodium borohydride). These amino sugars (glucosamine, glucamine) play the role of both reducing agents and stabilizers in aqueous media. The advantage of this method lies in the use of a single nontoxic reagent which can be useful for using these nanoparticles in biological tests. The one pot synthesis occurs at room temperature and leads to the formation of spherical nanoparticles with a good yield, but also induces anisotropic growth leading to the production of star shaped or multi-branched nanoparticles with very high yields. The size and number of branches of nano-stars were modulated by adjusting the experimental conditions. They were characterized regarding to their morphology, stability and optical properties by electron microscopy and UV spectroscopy

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Antad, Vivek. "Contrôle de la croissance et de la réactivité de nanoparticules métalliques par spectroscopie optique in situ." Phd thesis, Université de Poitiers, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00646410.

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Abstract:

Un système de spectroscopie de réflectance différentielle de surface est adapté sur un bâti de déposition par pulvérisation magnétron afin de suivre in situ et en temps réel les propriétés optiques de films nanocomposites métal:diélectrique. Cette technique permet notamment d'étudier les toutes premières étapes de formation de nanoparticules de métaux nobles dont la réponse optique est dominée par la résonance de plasmon de surface. Cette résonance est sensible à l'environnement des nanoparticules ainsi qu'à leur morphologie et à leur organisation. Pour établir la corrélation entre les propriétés optiques et les nanostructures, des analyses post mortem sont effectuées par microscopie électronique en transmission, en mode balayage, avec un détecteur annulaire champ sombre à grand angle (HAADF-STEM) et par diffusion rayons X aux petits angles obtenue par illumination en incidence rasante (GISAXS). Le suivi in situ de la résonance de plasmon de surface permet d'interpréter les mécanismes de croissance mais aussi les effets de différents traitements classiques - exposition des nanoparticules à des gaz (O2, N2), recuit thermique - ou plus originaux en utilisant certaines possibilités de la machine de dépôt - exposition des nanoparticules à des gaz (O2, N2) partiellement ionisés ou à un plasma d'Ar à basse énergie. Enfin les effets d'un recouvrement par une matrice protectrice de Si3N4 sont également étudiés. La spectroscopie optique in situ est donc une technique qui permet de contrôler toutes les étapes de fabrication de films nanocomposites. Couplée avec des analyses post mortem, elle permet en outre de comprendre les phénomènes mis en jeu à l'échelle nanométrique, et d'en quantifier les cinétiques.

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Antad, Vivek Vishwanath. "Contrôle de la croissance et de la réactivité de nanoparticules métalliques par spectroscopie optique in situ." Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/35759283-29ff-4bbd-a574-690c779b5431.

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Abstract:

Un système de spectroscopie de réflectance différentielle de surface est adapté sur un bâti de déposition par pulvérisation magnétron afin de suivre in situ et en temps réel les propriétés optiques de films nanocomposites métal:diélectrique. Cette technique permet notamment d’étudier les toutes premières étapes de formation de nanoparticules de métaux nobles dont la réponse optique est dominée par la résonance de plasmon de surface. Cette résonance est sensible à l’environnement des nanoparticules ainsi qu’à leur morphologie et à leur organisation. Pour établir la corrélation entre les propriétés optiques et les nanostructures, des analyses post mortem sont effectuées par microscopie électronique en transmission, en mode balayage, avec un détecteur annulaire champ sombre à grand angle (HAADF-STEM) et par diffusion rayons X aux petits angles obtenue par illumination en incidence rasante (GISAXS). Le suivi in situ de la résonance de plasmon de surface permet d’interpréter les mécanismes de croissance mais aussi les effets de différents traitements classiques – exposition des nanoparticules à des gaz (O2, N2), recuit thermique - ou plus originaux en utilisant certaines possibilités de la machine de dépôt - exposition des nanoparticules à des gaz (O2, N2) partiellement ionisés ou à un plasma d’Ar à basse énergie. Enfin les effets d’un recouvrement par une matrice protectrice de Si3N4 sont également étudiés. La spectroscopie optique in situ est donc une technique qui permet de contrôler toutes les étapes de fabrication de films nanocomposites. Couplée avec des analyses post mortem, elle permet en outre de comprendre les phénomènes mis en jeu à l’échelle nanométrique, et d’en quantifier les cinétiques
A non-intrusive in situ surface differential reflectance spectroscopy (SDRS) is adapted on a magnetron sputtering deposition technique in order to study the optical properties of metal: dielectric nanocomposites in real-time during their alternate depositions. SDRS is helpful in studying optical properties of metal nanoclusters which are dominated by the surface plasma resonance (SPR), which is sensitive, not only to the morphology and organization of the nanoclusters, but also to their physical and/or chemical surroundings. Hence, to establish the correlation between the optical properties of nanoclusters and their nanostructure, post mortem high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) and grazing-incidence smallangle X-ray scattering (GISAXS) techniques are implemented. Following the signature SPR in real-time helps us not only to understand the different growth regimes through which the metal nanoclusters evolve, but also to study the effects caused by the physical and/or chemical treatments (such as, exposure of nanoclusters to different gases, either non-ionized or partially ionized, thermal annealing, and low-energy plasma annealing). Finally, the influence of a dielectric (Si3N4) capping matrix on the optical properties of the metal nanoclusters is equally studied after each physical and/or chemical treatment. In this way, the in situ optical spectroscopy allows us to monitor the optical properties of nanocomposites thin films during all the deposition steps and the additional post mortem structural characterization techniques help us to understand the different phenomena taking place at the nanoscale

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Desmoulins-Krawiec, Sophie. "Elaboration de particules nanostructurées de nitrures et d'oxynitrures métalliques en milieu fluide supercritique : étude et modélisation des mécanismes de croissance des particules." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12815.

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Abstract:

Les fluides supercritiques, au regard de leurs propriétés macroscopiques et microscopiques facilement modulables pour de faibles variations de pression et de température au voisinage de leur point critique, représentent une alternative intéressante pour la synthèse de nanomatériaux. Dans ce travail de thèse, nous avons réalisé une recherche exploratoire sur la décomposition thermique de précurseurs métalliques permettant la synthèse contrôléeʺ de nanoparticules de nitrures métalliques en milieu fluide supercritique. Cette décomposition en conditions supercritiques permet d'alimenter le milieu réactionnel en atomes métalliques qui réagissent avec l'ammoniac supercritique pour former des particules nanostructurées de nitrures. L'objectif est de coupler au sein d'un même matériau, les propriétés intrinsèques des nitrures aux propriétés induites lorsqu'ils sont élaborés sous forme de nanomatériaux. Nous avons étudié dans un premier temps, l'effet des paramètres expérimentaux sur la composition chimique et la morphologie des matériaux afin de définir les potentialités du procédé. Nous avons montré que le facteur limitant de cette voie de synthèse est la présence d'oxygène dans le milieu qui conduit à la formation d'oxynitrures. Ensuite, nous avons focalisé nos recherches sur la synthèse du nitrure de nickel, Ni3N. L'analyse chimique et structurale du produit synthétisé a révélé la présence d'oxygène dans le matériau. Cependant, nous avons montré l'effet des conditions opératoires sur la morphologie du matériau élaboré en milieu ammoniac supercritique. En outre, une étude préliminaire des propriétés magnétiques des poudres synthétisées a été effectuée. Enfin, un modèle numérique permettant la prévision de l'évolution de la taille d'agrégats sphériques nanostructurés en fonction des paramètres expérimentaux (temps de séjour, concentration, température, ) a été développé
Macroscopic and microscopic supercritical fluids properties can be easily tuned by weak variations of pressure and temperature near their critical point. So they represent an interesting alternative for nanomaterials synthesis. In this study we achieved an explorative research about thermal decomposition of metal precursors to allow a controlled synthesis of metal nitride nanoparticles in supercritical fluid. This decomposition, in supercritical conditions, permits to feed reactive media with metal atoms that react with supercritical ammonia to form nitride nanostructured particles. The aim is to couple within the material, intrinsic properties of nitrides with properties linked to nanoscopic scale. Firstly, we studied experimental parameters effect on material chemical composition and on material morphology in order to define the process potentialities. We showed that the limiting factor for this process is the oxygen presence in the experimental set-up which induces the formation of oxinitride. Next, we focus our researches on nickel nitride, Ni3N. Chemical and structural analysis revealed an insertion of oxygen atoms in the Ni3N structure. Nevertheless, we showed experimental conditions effect on morphology of synthesized material in supercritical ammonia. In addition, a preliminary study on magnetic properties of powders was performed. Finally, a numeric model to predict spherical nanostructured aggregates size evolution versus experimental parameters (residence time, precursor concentration, temperature ) was developed

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Levard, Clément. "Nanoparticules naturelles : imogolites et allophanes. Structure, mécanismes de croissance et capacité de rétention des éléments traces métalliques." Phd thesis, Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00368753.

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Abstract:

Cette étude vise à déterminer le transfert et la mobilité d'éléments traces métalliques (ETM), dans des sols de la Réunion destinés à l'épandage de déchets urbains. En plus des fortes teneurs naturelles en ETM, ces sols ont la particularité d'avoir une minéralogie très spécifique avec la présence en abondance de nanoparticules naturelles, communément appelés "imogolites" (nanotubes) et "allophanes" (nanosphères, ovoïdes, amorphe ?). Ces aluminosilicates structurés à courte distance sont susceptibles de piéger les ETM pouvant ainsi limiter leur mobilité et leur biodisponibilité.

Dans un premier temps, une étude sur des composés synthétiques analogues aux aluminosilicates a permis d'approfondir nos connaissances sur la structure et les mécanismes de formation des imogolites et allophanes. La synthèse de nanotubes de type imogolite (Si-imogolite et Ge-imogolite) a pu être optimisée ouvrant ainsi les portes à de potentielles applications industrielles. Enfin, notre étude a permis de mettre en avant le rôle important des nanoparticules naturelles sur la dynamique du Ni dans un andosol de la Réunion. Ainsi, près de 80% du Ni est lié aux aluminosilicates structurés à courte distance.

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Boualleg, Malika. "Nouveaux catalyseurs hétérogènes bien définis obtenus par croissance contrôlée d’une matrice silicique nanostructurée autour de nanoparticules métalliques." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10155.

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Abstract:

La synthèse en une étape de nouveaux matériaux contenant des nanoparticules (NPs) de métal a été réalisée par croissance contrôlée de silices mésoporeuses autour de solutions colloïdales de diverses nanoparticules métalliques (Ru, Pt, Pd, Au). Cette méthodologie a conduit à l’obtention de catalyseurs hétérogènes bien définis (structuration hexagonale 2D du réseau poreux) contenant des NPs régulièrement et sélectivement réparties : au sein des canaux poreux, dans les murs de la charpente silicique ou les deux. Afin d’atteindre ce but, une méthode générale de synthèse en trois étapes a été développée incluant : i) la préparation de la solution colloïdale de nanoparticules hydrophobes ou hydrophiles. ii) la synthèse d’un matériau mésostructuré, autour des NPs, par procédé sol-gel en présence d’un tensioactif structurant, selon un protocole expérimental adapté à la localisation désirée des NPs. iii) décomposition du tensioactif afin de libérer la porosité et la surface des NPs. Les NPs préparées ainsi que les matériaux contenants les NPs ont entièrement été caractérisés par différentes techniques complémentaires (adsorption et désorption d'azote, MET, DRX, WAXS, analyse élémentaire…). Les performances catalytiques, en hydrogénation du propène, déshydrogénation de l’isobutane ou en oxydation de CO, des matériaux ont par ailleurs été comparées à celles d’un catalyseur de référence pour évaluer la stabilité des nanoparticules et les performances catalytiques des nouveaux matériaux ainsi préparés
New materials containing nanoparticles were prepared by the control growth of a mesostructured silica matrix around differents metal colloids (Ru, Pt, Pd, Au). This original methodology led to the selective and regular localisation of small metal nanoparticles in the pores, in the walls, or both in the pores and in the walls of mesostructured silica matrixes. These materials were obtained by: i) the preparation hydrophilic/hydrophobic metal colloids. ii) the growth of silica around these colloids via a solgel process, and using a template. iii) the removal of the surfactant to release the porosity and the NPs surface. The colloidal solutions and the materials were characterised with several techniques such as N2 adsorption/desorption, T.E.M, XRD, WAXS, elemental analysis... Besides, their catalytic performances were tested in propene hydrogenation, isobutane dehydrogenation or CO oxidation and were compared to those of a reference catalyst

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Battie, Yann. "Mécanismes de croissance in situ et propriétés optiques de nanoparticules d'argent spatialement organisées dans des films diélectriques mésostructures." Saint-Etienne, 2009. http://www.theses.fr/2009STET4023.

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Abstract:

Les nanoparticules d’argent présentent des propriétés électromagnétiques spécifiques liées à leur morphologie, à la distance inter-particulaire et à l’indice de réfraction du milieu hôte. La maîtrise de ces différents paramètres est à la base du contrôle des propriétés optiques des matériaux contenant ces nanoparticules et pourrait être utilisée pour la réalisation de fonctions optiques et photoniques ad hoc. Le travail de thèse porte sur l’étude des mécanismes de croissance in situ de nanoparticules d’argent dans une matrice diélectrique par réduction d’un sel d’argent dans des films mésostructurés élaborés par voie sol gel. La mésostructure sert de moule pour la croissance des nanoparticules dont la taille est ainsi contrôlée de même que l’organisation spatiale. Trois protocoles de réduction sont comparés : la réduction thermique, chimique et optique. Ces études mettent en évidence l’influence du protocole de réduction sur les propriétés optiques et sur la localisation spatiale des nanoparticules dans le film. Les mécanismes mis en jeu tels que l’oxydation et la diffusion de l’argent dépendent directement du procédé utilisé. Les résultats obtenus ont permis la réalisation de différentes structures complexes allant de la monocouche de nanoparticules périodiquement réparties à la surface d’un film aux structures 3D similaires à des cristaux photoniques mais de dimensions sub-longueur d’ondes

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Ramjauny, Yaasiin. "UN SYSTEME MODELE POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT DE NANOPARTICULES D'OR SOUS IRRADIATION." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00565145.

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Abstract:

Les matériaux nanocomposites fabriqués en ayant recours aux techniques par faisceau d'ions présentent des propriétés très attractives dans les domaines de l'optique, de la photonique et de la plasmonique. Cependant, la diculté d'obtenir un système avec une distribution de nanoparticules de taille et de distribution spatiale bien contrôlées limite les applications industrielles. L'objectif de cette thèse est double : d'une part, décrire de manière rigoureuse le comportement des nanostructures sous irradiation. D'autre part, rationaliser la synthèse des matériaux nanocomposites en dénissant à la fois une méthodologie de travail et en dépassant les limites intrinsèques aux techniques par faisceau d'ions. Pour cela nous avons fabriqué un système modèle composé des nanoparticules métalliques (Au) connées entre deux couches de silice. Nous montrons comment l'irradiation et la température peuvent être utilisés pour contrôler la distribution en taille des nanoparticules enfouies dans la matrice. En outre, nous montrons que pour étudier la cinétique de croissance sous irradiation, la distribution en taille des nanoparticules doit être la plus étroite possible. Notre système modèle a été ensuite utilisé pour décrire l'évolution de la phase précipité par un mécanisme de mûrissement d'Ostwald dans un système ouvert limité par la diusion. De plus, nous avons estimé la concentration seuil pour la germination, la tension de surface et la diusivité de l'or sous irradiation. Pour conclure, les mécanismes de mûrissement d'Ostwald direct en inverse sous irradiation ont été étudiés dans les détails et les modèles existants testés expérimentalement.

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Ung, Diane. "Nanoparticules métalliques anisotropes synthétisées par voie chimique : fils, plaquettes et particules hybrides de cobalt-nickel, propriétés structurales et magnétiques ; fils d'argent auto-organisés." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00202393.

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Abstract:

L'étude de ce mémoire concerne l'élaboration de particules métalliques anisotropes nanométriques par voie chimique. Deux stratégies de synthèse ont été mises en œuvre : l'une concerne le contrôle de la croissance anisotrope des particules magnétiques de cobalt-nickel tandis que l'autre implique l'utilisation d'un template pour la formation de fils d'argent.
Pour le système cobalt-nickel, l'analyse des différents paramètres de la réduction en milieu polyol indique que la concentration de soude et la composition cobalt-nickel sont des facteurs clefs pour contrôler la morphologie des particules. Différentes formes ont été synthétisées : des fils nanométriques de 8 nm de diamètre, des plaquettes mais aussi des particules de formes plus originales telles que des haltères. Les variations de morphologie sont marquées par des modifications structurales et des différences de compositions chimiques locales. Les fils se développent suivant l'axe c de la structure hexagonale et les extrémités des particules sont souvent enrichies en nickel. Les études magnétiques de ces particules montrent que les variations des propriétés magnétiques sont intimement liées à leur forme. L'analyse du système avant réduction révèle que l'origine de ces formes résulte d'une différence de réactivité du cobalt et du nickel dans le milieu.
En ce qui concerne la formation induite par un template, des fils métalliques de 6 nm et de longueurs microniques alignés en 2D ont pu être synthétisés un milieu biphasique polyol/toluène. Ils proviennent certainement d'une organisation et d'une coalescence orientée de particules d'argent le long des fibres de thiolate d'argent.

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Raulin-Woznica, K. "Etude du dopage par des ions actifs et des nanoparticules semi-conductrices de matériaux sol-gel pour l'optique. Interaction dopant-matrice et croissance localisée de nanoparticules par irradiation laser." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00414072.

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Abstract:

Ce travail concerne le dopage par des ions actifs et/ou des nanoparticules semi-conductrices de CdS et la caractérisation de xérogels de SiO₂ poreux obtenus par voie sol-gel. Le but de cette étude est de contribuer à la compréhension de l'effet du dopage sur les propriétés structurales, texturales et optiques du matériau final. Nous avons montré par spectroscopie Raman et absorption-désorption d'azote que l'incorporation d'ions actifs, tels que Cd²⁺, Pb²⁺ ou Eu³⁺, modifie les cinétiques et les mécanismes de la gélification et la densification du réseau de SiO₂. La nature même de ces modifications est fonction de la concentration en ions dopants. Dans le cas de l'ion Eu³⁺, l'analyse a été complétée par la spectroscopie d'émission utilisant cet ion comme sonde luminescente pour décrire son environnement dans la matrice. Des xérogels de SiO₂ ont aussi été post-dopés avec des nanoparticules de CdS. La méthode consiste à laisser diffuser dans la matrice poreuse une solution aqueuse contenant les précurseurs de cadmium et du soufre. Les nanoparticules cristallisent ensuite in situ de manière homogène sous l'effet d'un traitement thermique. La taille des nanoparticules et leurs propriétés d'émission ont été déterminées par spectroscopies d'absorption UV-visible, d'émission et d'excitation. Ces techniques ont montré l'influence des niveaux pièges liés à des défauts de surface des nanocristaux sur leurs propriétés optiques et ont mis en évidence un transfert d'énergie lors du co-dopage de SiO₂ par CdS :Eu³⁺. Une deuxième technique de croissance cristalline a été utilisée. Elle consiste à irradier, par un faisceau laser pulsé, les matrices sol-gel contenant les précurseurs de CdS pour former localement des microstructures de nanoparticules. Nous montrons notamment que l'absorption à deux photons permet d'envisager la structuration à l'échelle submicronique des nanocristaux de CdS.

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Raulin-Woznica, Katarzyna. "Étude du dopage par des ions actifs et des nanoparticules semi-conductrices de matériaux sol-gel pour l'optique : interaction dopant-matrice et croissance localisée de nanoparticules par irradiation laser." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10100/document.

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Abstract:

Ce travail concerne le dopage par des ions actifs et/ou des nanoparticules (NPs) semi-conductrices de CdS et la caractérisation de xérogels de SiO2 poreux obtenus par voie sol-gel. Le but de cette étude est de contribuer à la compréhension de l'effet du dopage sur les propriétés structurales, texturales et optiques du matériau final. Nous avons montré par spectroscopie Raman et absorption-désorption d'azote que l'incorporation d'ions actifs, tels que Cd2+, Pb2+ ou Eu3+, modifie les cinétiques et les mécanismes de la gélification et la densification du réseau de SiO2. La nature même de ces modifications est fonction de la concentration en ions dopants. Dans le cas de l'ion Eu3+, l'analyse a été complétée par la spectroscopie d'émission utilisant cet ion comme sonde luminescente. Des xérogels de SiO2 ont aussi été post-dopés avec des NPs de CdS. La méthode consiste à diffuser dans la matrice poreuse une solution aqueuse contenant les précurseurs de cadmium et du soufre. Les NPs cristallisent ensuite in situ de manière homogène sous traitement thermique. Les spectroscopies d'absorption UV-visible, d'émission et d'excitation ont montré l'influence des niveaux pièges liés à des défauts de surface des NPs sur leurs propriétés optiques et ont mis en évidence un transfert d'énergie lors du co-dopage de SiO2 par CdS :Eu3+. Une deuxième technique de croissance cristalline a été utilisée. Elle consiste à irradier, par un faisceau laser pulsé, les matrices sol-gel contenant les précurseurs de CdS pour former localement des microstructures de NPs. Nous montrons notamment que l'absorption à deux photons permet d'envisager la structuration à l'échelle submicronique des NPs de CdS
This work concerns the elaboration by sol-gel process and the characterization of porous SiO2 xerogels doped with active ions and/or with semiconducting nanoparticles of CdS. The aim of the study was to contribute to the comprehension of the doping effects on structural and optical properties of the final material. We showed by Raman spectroscopy and nitrogen absorption-desorption that the insertion of active ions, such as Cd2+, Pb2+ or Eu3+, changes the kinetics and the mechanisms of the gelation and densification of the network of SiO2. The choices of the pH and of the concentration of the doping ion have distinct effects on the kinetics. This study was completed by emission spectroscopy using Eu3+ ion as luminescent probe to describe the environment of this ion in the porous matrix. The SiO2 xerogels were post-doped with CdS nanoparticles. The post-doping technique consists in the diffusion of an aqueous solution containing cadmium and sulphur precursors in the porous matrix. The nanoparticles crystallize in situ by heat treatment. The nanoparticle size and their emission properties were determined by UVvisible absorption as well as emission and excitation spectroscopies. The results showed the influence on optical properties of trap levels introduced by the surface defects of nanoparticles and an enhancement of the Eu3+ emission in SiO2 xerogel co-doped with CdS :Eu3+. A second method for the formation of CdS nanoparticles was used. CdS microstructures were created locally by pulsed laser irradiation of sol-gel matrices containing the CdS precursors

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Dominique, Claire. "Etude d'une décharge à pulvérisaion cathodique pour la production de poussières carbonées et étude de la croissance des nanoparticules produites." Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX11028.

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Abstract:

Des nanoparticules sont formées en phase gazeuse par pulvérisation d'une cible de graphite dans des décharges luminescentes dans l'argon. La pulvérisation de la cathode par les ions et les atomes rapides issus du plasma permet une injection continue de carbone. Des modèles ont permis d'estimer ce flux d'atomes de carbone et l'évolution de leur distribution en énergie lors de leur transport dans le plasma : ils se refroidissent rapidement par collisions avec les atomes d'argon. Ceci produit une vapeur de carbone en sursaturation qui condense, formant les précurseurs des poussières qui sont détectées in situ par atténuation laser puis analysées par MEB, METHR et spectroscopie IR. Les particules ont des tailles supérieures à 20 nm, sont sphériques avec un aspect chou-fleur. L'évolution de la distribution de leurs tailles et la loi de croissance en fonction de la durée de la décharge ont été établies expérimentalement, attestant d'une croissance par accrétion de clusters carbonés neutres
We study the dusts growth in gas phase from graphite target sputtering in argon glow discharges. The target sputtering by ions and energetic neutrals bombardment allows carbon injection. By using models we estimate the carbon flux. Then, the evolution of the sputtered carbon atoms energy distribution during their transport in the plasma shows that they quickly cool by collisions with argon atoms. This produces a supersaturated carbon vapour which condensation induces formation of dust precursors. Dusts are detected in situ by laser attenuation, then collected and analysed by SEM, HRTEM and IR spectroscopy to get information on their size, morphology, chemical and structural composition. The dusts are higher than 20 nm, more or less spherical and cauliflower-like shaped. The evolution of the dust sizes distribution as well as the growth law as a function of discharge duration were experimentally established and reveal a growth mechanism by accretion of neutral carbonaceous clusters

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Saliba, Sarmenio. "Thermotropic and lyotropic liquid crystals for the formation of zinc oxide nanohybrids." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1598/.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce manuscrit décrit l'incorporation de matériaux inorganiques à l'intérieur des matrices organiques. Notre ambition était de réussir à hybrider des nanostructures de ZnO avec des matériaux cristal liquides (CL). Ceci a été réalisé en utilisant différentes stratégies, dont le choix dépendait des propriétés finales du matériau. L'objectif était non seulement de réaliser la synthèse et la stabilisation des nanoparticules (NP), mais aussi d'étudier leur organisation dans un milieu cristal liquide. A cette fin, la première approche envisagée a consisté dans la fonctionnalisation des NPs isotropes préformées de ZnO par des ligands CLs thermotropes. Ceci a été rendu possible en utilisant un mécanisme d'échange de ligands. En raison d'un équilibre dynamique à la surface de ZnO, les molécules mésogènes peuvent s'organiser à la surface des NPs, donnant naissance à des hybrides CL/NP possédant des propriétés innovantes. Une seconde approche utilisant des cristaux liquides lyotropes, a ensuite été utilisée pour organiser les NPs. Dans ce cas, les NPs ont été synthétisé directement à l'intérieur des phases lyotropes. La synthèse de ZnO a donc été confinée à des domaines de taille définie. La forme de ces domaines permettant un contrôle direct de l'organisation des NPs. En dehors de l'organisation des NPs, notre objectif a consisté dans l'élaboration des nano-objets anisotropes assistée par des CL. Les molécules thermotropes avec une structure ramifiée se sont révélés être des modèles de croissance remarquable pour des nanocristaux anisotropes de ZnO. Cette croissance anisotrope est en particulier influencée par la taille des molécules CLs
The work presented in this manuscript describes the incorporation of inorganic materials inside organic hosts. Our ambition was to successfully hybridize ZnO nanostructures with liquid crystals. This was achieved using different strategies, the choice of which depended on the desired properties of the final material. The objective was not only the synthesis and stabilization of the nanoparticles within, but also their organization in the LC medium. One approach was the functionalization of preformed ZnO spherical nanoparticles by thermotropic LC ligands. This was made possible using a ligand exchange mechanism. Due to a dynamic equilibrium at the surface of ZnO NPs, the mesogenic molecules could exhibit order at the molecular level, giving rise to novel LC/NP hybrids with enhanced LC properties. The organization of NPs could also be induced by the use of lyotropic liquid crystals. In this case, the NPs were not simply doped into a LC material, but synthesized directly inside the lyotropic phases. The synthesis of ZnO was therefore confined to domains of defined size and shape which can directly control the organization of the nanostructures growing within. Apart from organization of NPs, our constant objective was the fabrication of anisotropic nanoobjects via LC-assisted synthesis. Thermotropic liquid crystals consisting of novel low molecular weight branched mesogens have proved to be remarkable templates for anisotropic growth of ZnO nanocrystals. This anisotropic growth was also found to be influenced by the size of the LC molecules as observed with the fabrication of ZnO inside LC polymers. This work has shown the possibility of integrating inorganic material in LCs providing that the two constituents are able to sufficiently interact with one another

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Penuelas, J. "Evolution structurale, morphologique et magnétique de nanoparticules de CoPt." Phd thesis, Université d'Orléans, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00370406.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'étudier les corrélations entre les propriétés morphologiques, structurales et magnétiques de nanoparticules à base de cobalt et platine. L'importance de cette étude tient au fait que les nanoparticules de CoPt constituent un matériau potentiellement utilisable dans le domaine de l'enregistrement magnétique. Il est donc essentiel de déterminer les liens entre les propriétés magnétiques et l'organisation atomique des nanoparticules. Pour cela, nous avons d'abord étudié la structure et la morphologie de ces objets à l'aide de techniques complémentaires : la microscopie électronique, la diffusion et l'absorption des rayons X. Les résultats montrent des transitions structurales dépendantes de paramètres comme la température, la taille ou le mode de croissance des nanoparticules. Ainsi, lors de la croissance atome par atome, des transitions de structure icosaédrique vers cubique à faces centrées sont observées. En revanche, la coalescence permet la formation d'une structure intermédiaire décaédrique. La structure chimiquement ordonnée qui est la plus intéressante pour le stockage de l'information a été obtenue par recuit à une température de 630 °C. Dans un second temps nous avons étudié les propriétés magnétiques des nanoparticules par magnétométrie SQUID et par dichroïsme magnétique circulaire des rayons X. L'analyse des résultats fait apparaître des liens clairs entre leurs structures et leurs propriétés magnétiques. Ces études ont été menées sur des particules alliées et coeur / coquille. Des effets d'interface ont été mis en évidence et les échantillons recuits ont montré une très forte augmentation du moment magnétique.

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Ferrero, Sylvain. "Etude in situ par microscopie à force atomique de la croissance et de la morphologie de nanoparticules d'or sur substrats isolants." Aix-Marseille 2, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX22062.

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Alloyeau, Damien. "Etude quantitative par microscopie électronique des nanoparticules de CoPt : croissance et effets de taille sur les phénomènes ordre - désordre." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066179.

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Abstract:

Les nanoparticules magnétiques sont l’une des solutions envisagées pour augmenter la densité de stockage de l’information. A l’état massif, l’alliage CoPt présente une transition de phase à 825°C, entre une phase ordonnée (L10) à basse température, qui possède une forte anisotropie magnétique et une phase désordonnée à haute température. Notre étude porte sur la croissance des nanoparticules de CoPt et l’influence des effets de taille sur leurs propriétés structurales. Nous avons étudié les phénomènes d’ordre – désordre structuraux et les mécanismes atomiques de croissances de particules, élaborées par ablation laser pulsé et évaporation thermique. En faisant varier les différents paramètres expérimentaux (substrat, taux de déposition, composition, température) nous avons montré que la compétition entre les cinétiques de croissance et de mise en ordre est le paramètre clef lors de l’élaboration des nanoparticules. Ainsi, nous avons déterminé les conditions de synthèse permettant d’optimiser la croissance de nanoparticules isolées, de taille et composition contrôlées, avec une structure L10 ordonnée. Par une analyse structurale de particules de petite taille, nous avons mis en évidence une diminution de la température de transition de phase pour les particules de taille inférieure à une taille critique (3 nm). En plus de cet effet de taille, nous avons montré l’existence d’un effet de forme sur les phénomènes ordre - désordre, puisque la température de transition de phase diminue également pour des particules dont l’épaisseur est inférieure à la taille critique, indépendamment de leurs dimensions latérales. Enfin, nous avons développé une méthodologie permettant de mesurer par microscopie électronique, avec une grande précision, le paramètre d’ordre dans un échantillon massif de CoPt. L’application de cette méthode aux nanoparticules est discutée.

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Piolet, Romain. "Synthèse hydrothermale de nanoparticules de ZnO au-delà du point critique : compréhension des étapes de germination et de croissance." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS004/document.

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Abstract:

La production hydrothermale de nanomatériaux pulvérulents (de type oxyde métallique) en conditions supercritiques a été largement reportée sans pour autant avoir connaissance des mécanismes de formation de ces nano-objets. Ainsi, cette étude est consacrée à la compréhension des mécanismes de nucléation et de croissance de nanoparticules d’oxyde métallique. L’oxyde de zinc a été choisi comme matériau « modèle ». Dans un premier temps, l’influence des conditions opératoires telles que la pression, la température, le pH, la concentration des précurseurs ou encore les débits des solutions sur les propriétés « nanostructurales » des poudres élaborées (taille, distribution de taille, morphologies) est étudiée. Pour ce faire, deux approches ont été menées en parallèle. La première approche consiste en la mise en œuvre de techniques de caractérisations telles que la diffraction des rayons X ou encore la microscopie électronique en transmission. La seconde concerne le développement d’un modèle de simulation par Mécanique des fluides numérique prenant en compte les phénomènes thermiques et hydrodynamiques mais également la réaction chimique. Les résultats obtenus montrent que les caractéristiques morphologiques déterminées par ces deux approches sont en adéquation. En se basant sur les résultats expérimentaux, plusieurs mécanismes de formation des particules de ZnO sont présentés dans ce manuscrit. Afin d’améliorer le modèle CFD, une méthodologie a été mise en place afin de déterminer les vitesses de nucléation et de croissance des nanoparticules de ZnO au travers de mesures de la solubilité de ce matériau en fonction de la température et de la pression
The supercritical hydrothermal synthesis of nanopowders (especially metal oxide) has been widely studied. To the best of our knowledge, no nanoparticle formation mechanism has been published yet. In this prospect, this study is dedicated to the understanding of metal oxide nanoparticle nucleation and growth mechanisms. For this purpose, zinc oxide is used as a model material. First, the influence of synthesis operating conditions such as pressure, temperature, pH, precursor concentrations and solution flow rates on particle morphological properties (size, particle size distribution or morphologies) has been investigated. Hence, two approaches have simultaneously been carried out. The first approach involves powder characterizations by mean of X-ray diffraction or transmission electron microscopy techniques. The second one consists in the development of a numerical model considering the thermal exchanges, the fluid hydrodynamic behavior and chemical reaction inside the patented reactor by computational fluid dynamics. Results show good agreement between those two approaches. Several ZnO particle formation mechanisms based on powder experimental characterizations are presented in this work depending on operating conditions. In order to enhance the numerical model, a methodology has been set up to evaluate ZnO nanoparticle nucleation and growth rates in supercritical conditions (SCW) by the determination of particle solubility as function of temperature and the pressure

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Hubert, Fabien. "Nucléation et croissance de nanocylindres d'or : mécanismes de développement de l'anisotropie et suivi in situ résolu en temps." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066651.

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Abstract:

Cette thèse porte sur les mécanismes de nucléation/croissance dans la synthèse de nanocylindres d’or par voie aqueuse. Une approche multi-angles y est adoptée. Un suivi in-situ résolu en temps à l’échelle de quelques secondes est obtenu par deux techniques synchrotron, la diffusion de rayons X aux petits angles, et la spectroscopie d’absorption des rayons X. Ce couplage conduit au suivi temporel des dimensions des objets en solution, de leur nombre et de la spéciation de l’or en solution. La synthèse procède par une réaction de surface et la formation d’objets en solution est continue au cours de la synthèse. En outre, le rôle primordial de la stabilité des germes initiaux formés est mis en lumière. La formation de cylindres démarre pour une taille de 4 nm. A partir de cette taille, les croissances en rayon et longueur des cylindres sont homothétiques. Il existe un rapport clair entre degré d’anisotropie final des objets et vitesse de réaction : tout élément qui permet de ralentir la réaction est favorable au développement de l’anisotropie. Dans une approche spectroscopique parallèle, sur les produits de synthèse finaux, nous démontrons également la nature complexe de l’argent en surface des particules et son rôle primordial dans le développement de l’anisotropie. Il forme un complexe stable avec le tensio-actif, et présente une affinité très forte pour les surfaces d’or. Cette thèse insiste donc sur l’apport majeur des techniques synchrotrons in-situ et l’intérêt de leur couplage avec des méthodes spectroscopiques de laboratoire pour la compréhension des mécanismes de nucléation-croissance de nanoparticules.

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Mansour, Mounir. "Etude expérimentale et modélisation de l'oxydation sèche d'une poudre de nanoparticules de cuivre." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846994.

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Abstract:

Une étude de l'oxydation d'une poudre de nanoparticules de cuivre a été menée à 120 - 145°C sous des pressions partielles d'oxygène allant de 1 à 40 kPa. La réaction a été suivie par thermogravimétrie afin d'obtenir les données cinétiques. Des caractérisations chimiques, texturales et morphologiques de la poudre ont été réalisées à différents moments de la transformation. La cuprite (Cu2O) (produit unique) de la réaction croît d'une manière anisotrope et par développement externe autour de la particule initiale qui devient creuse. Une diminution de la surface spécifique et de la porosité de la poudre au cours de la transformation a été mise en évidence.Des tests cinétiques ont montré l'existence d'une étape limitante de croissance jusqu'à un taux de conversion de 0,7 à 140°C. Il a également été montré que pour P(O2) ≤ 4 kPa, les processus de germination et de croissance de l'oxyde interviennent simultanément pendant la réaction et que l'adsorption de l'oxygène est l'étape limitante. Pour P(O2) ≥ 20 kPa, la germination se fait instantanément au début de la transformation dont la vitesse est contrôlée par le processus de croissance, la diffusion du cuivre étant alors l'étape limitante. Deux modèles ont été construits et testés avec succès pour décrire la cinétique dans les deux gammes de P(O2) jusqu'à un taux de conversion donné. Pour expliquer le ralentissement observé au-delà de ce taux de conversion et pour P(O2) ≤ 4 kPa, le modèle a été couplé aux phénomènes de transfert de chaleur et de matière au sein des agglomérats. Ce couplage permet d'évaluer l'hypothèse d'un ralentissement de la réaction par la diffusion des molécules d'oxygène dans les pores de l'agglomérat.

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Moreira, Da Silva Cora. "Développement d'une stratégie de synthèse de catalyseurs métalliques pour la croissance sélective de nanotubes de carbone." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASF013.

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Abstract:

Dans l'ère de la miniaturisation de composants électroniques toujours plus puissants, les nanotubes de carbone (CNTs) sont l'un des matériaux les plus prometteurs. La réalisation de transistors à base de SWCNTs est devenue un réel enjeu scientifique et économique. Malheureusement, les CNTs mono-paroi, essentiels à cette nanotechnologie, peuvent être soit métalliques soit semi-conducteurs en fonction de leur structure atomique et nous ne savons pas encore les sélectionner de façon suffisamment efficace au cours de leur synthèse. De nombreuses équipes de recherche travaillent depuis près de 25 ans dans ce but. La technique de croissance ayant montré la plus grande sélectivité est la CVD (dépôt chimique en phase vapeur) assistée par des nanoparticules jouant le rôle de catalyseurs. En s’appuyant sur des études théoriques démontrant l’importance de la solubilité de carbone au sein des catalyseurs pour une croissance sélective, plusieurs groupes se sont focalisés sur l'utilisation de nanoparticules (NPs) bimétalliques composées d'atomes solubilisant le carbone (Co, Fe, Ni) alliés à des atomes ne le solubilisant pas (Ru, W etc.), pour pouvoir jouer sur la concentration en carbone de ces nano réacteurs au moment de la croissance. Le but de cette thèse est de développer une stratégie de synthèse de nanoparticules métalliques, de taille, de forme et de composition chimique contrôlée, commune à plusieurs systèmes catalytiques, pour pouvoir jouer sur les mécanismes régissant la croissance de CNTs de façon parfaitement maitrisée. Nous proposons ici une méthode de synthèse colloïdale à température contrôlée, permettant l'obtention de NPs en solution solide, homogènes en volume, de formes, de tailles et de compositions chimiques contrôlées. Cette méthode permet la synthèse de nano-alliages, qu’ils soient bi-, tri-, tétra-, ou même pentamétalliques. L’étude de ces particules par microscopie électronique en transmission nous a permis, de plus, de mettre en évidence la présence d'une force en surface agissant sur les NPs colloïdales et sur leur paramètre de maille. Enfin, nous avons testé ces nouvelles particules en les soumettant à un gaz carboné dans un microscope environnemental (NanoMAX – LPICM et IPCMS - Strasbourg), ce qui a permis de valider la viabilité de notre voie colloïdale pour la synthèse de nanotubes de carbone et avons suivi in situ leur croissance
In the age of miniaturization of ever more powerful electronic components, carbon nanotubes (CNTs) are one of the most promising materials. The realization of transistors based on SWCNTs has become a real scientific and economic challenge. Unfortunately, the single-wall CNTs, essential to this nanotechnology, can be either metallic or semiconductor depending on their atomic structure and we do not yet know how to select them sufficiently efficiently during their synthesis. Numerous research teams have been working for nearly 25 years for this purpose. The growth technique that has shown the greatest selectivity is CVD (chemical vapor deposition) assisted by nanoparticles acting as catalysts. Based on theoretical studies demonstrating the importance of carbon solubility within catalysts for selective growth, several groups have focused on the use of bimetallic nanoparticles (NPs) composed of carbon-solubilizing atoms (Co , Fe, Ni) allied to atoms which do not dissolve it (Ru, W etc.), in order to be able to play on the carbon concentration of these nanoreactors at the time of growth. The aim of this thesis is to develop a strategy for the synthesis of metallic nanoparticles, of size, shape and controlled chemical composition, common to several catalytic systems, in order to be able to play on the mechanisms governing the growth of CNTs in a perfectly controlled manner. We propose here a method of colloidal synthesis at controlled temperature, making it possible to obtain NPs in solid solution, homogeneous in volume, shapes, sizes and controlled chemical compositions. This method allows the synthesis of nano-alloys, whether they are bi-, tri-, tetra-, or even pentametallic. The study of these particles by transmission electron microscopy has also enabled us to highlight the presence of a force on the surface acting on the colloidal NPs and on their lattice parameter. Finally, we tested these new particles by exposing them to a carbon gas in an environmental microscope (NanoMAX - LPICM and IPCMS - Strasbourg), which validated the viability of our colloidal pathway for the synthesis of carbon nanotubes and have followed in situ their growth

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Paul, Emmanuel. "Nanoparticules manufacturées : translocation et impact pulmonaire d'une exposition par voie respiratoire durant la gestation dans un modèle murin." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1019.

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Abstract:

EXPOSITION PENDANT LA GESTATION A DES NANOPARTICULES MANUFACTUREES : IMPACT SUR LE DEVELOPPEMENT PULMONAIRE DE LA DESCENDANCELe développement de l’utilisation des nanoparticules (NP) comme les NP d’argent (Ag), de dioxyde de titane (TiO2) et de dioxyde cérium (CeO2) conduit à s’intéresser à leurs potentiels effets toxiques. Des travaux ont montré que l’exposition de souris par voie pulmonaire aux NP peut induire une réponse inflammatoire et la fibrose pulmonaire. En revanche, il existe très peu de données concernant l’impact de l’exposition à des NP sur la descendance. Le but de cette étude est d’évaluer les conséquences d’une exposition de souris à des NP par voie respiratoire sur le développement pulmonaire de la descendance, ainsi que de déterminer le mécanisme d’action induisant les altérations du développement pulmonaire. Pour cela, trois NP de même taille et forme ont été utilisées : TiO2, Ag, et CeO2, afin d’évaluer l’impact des propriétés physico-chimiques des NP sur le développement pulmonaire. Des souris femelles gestantes ont été exposées aux NP par voie pulmonaire une fois par semaine. Des analyses pulmonaires de la descendance ont été réalisées à différentes étapes du développement pulmonaire, avant (17,5 jours post-coït) et après la naissance (14,5 et 49,5 jours post-délivrance). Les résultats montrent qu’après exposition pulmonaire pendant la gestation, les NP induisent une altération de développement pulmonaire de la descendance quelle que soit la nature de la NP utilisée. Ces résultats étaient accompagnés d’une diminution de l’efficacité placentaire associée à la présence des NP dans le placenta et à la diminution de l’expression de VEGF-alpha et MMP-9 à l’âge foetal, et FGF-18 au stage de l’alvéolisation pulmonaire. Compte tenu de l’utilisation croissante de NP, ces résultats suscitent des inquiétudes quant à la santé de l’Homme en particulier en cas d’exposition des femmes enceintes, dont le foetus en développement est susceptible d’avoir un retentissement pulmonaire de l’exposition à ces NP.Mots-clés : nanoparticules, gestation, développement pulmonaire
EXPOSURE TO MANUFACTURED NANOPARTICLES DURING GESTATION: IMPACT ON THE RESPIRATORY TRACT OF THE OFFSPRINGDue to several commercial applications of nanoparticles (NPs), such as silver (Ag), titanium dioxide (TiO2) and cerium dioxide (CeO2), knowledge of the toxicity of those NPs is of great importance. It has been shown that exposure to NPs may lead to an inflammatory response and pulmonary fibrosis. However less is known on the effect of exposure to NPs on the offspring. Therefore the aim of this study is to assess the impact of exposure by the respiratory route to various NPs during pregnancy on lung development of the offspring, and to determine the key parameters involved in lung alterations. We used three NPs: TiO2, Ag, and CeO2, to assess the impact of NPs physico-chemical properties on the potential effects on lung development. Pregnant mice were exposed weekly to 100 μg NPs or saline by nonsurgical intratracheal instillation. Analysis of the lungs of the offspring was performed at different times of lung development, before (17.5 gestational day) and after birth (14.5 and 49.5 post-delivery day). Results showed that after pulmonary exposure during pregnancy, all nanoparticles induced a long-lasting impairment of lung development of the offspring. This was accompanied by a decreased placental efficiency which was associated with the presence of NP in placenta and a decreased pulmonary expression of VEGF-alpha and MMP-9 at the fetal stage, and FGF-18 at the alveolization stage. In view of the growing use of these nanoparticles, this result raise concerns for public health and pregnant women and their developing fetus particularly for those at high risk of occupational or domestic exposure.Keywords: nanoparticles, pregnancy, lung development

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Luo, Jingjie. "Formation de nanoparticules d'or supportées sur silice Stöber : mécanismes et applications." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01038161.

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Abstract:

Dans ce travail, les nanoparticles d'or supportées ont été étudiées en raison de leur fort potentiel dans les domaines de la catalyse. Des sphères de silice obtenues par la voie Stöber ont été synthétisées et utilisées comme supports des nanoparticules d'or. Les précurseurs d'or sont des solutions colloïdales possédant des nanoparticules d'or homogènes et de petite taille (environ 3 nm). Les matériaux préparés avec ou sans addition d'un nouvel élément ont été utilisés dans les réactions de l'oxydation du CO et une réaction inédite pour l'or: l'oxydation sélective de l'H2S.Les résultats indiquent que l'utilisation de colloïdes d'or comme précurseurs permet de contrôler la taille et la dispersion avant le dépôt et ceci est facilité par les propriétés optiques des nanoparticules de ce métal. Pour les propriétés catalytiques, outre la dispersion, on confirme très clairement par cette méthode de synthèse que l'interaction Au/Support joue un rôle majeur. L'addition d'un second métal augmente significativement l'activité des matériaux à base d'or. Les particules d'or et de Cu se rassemblent sous les conditions réactionnelles testées. Dans le cas de l'oxydation du CO, de petites quantités d'espèce d'or partiellement oxydée sont générées et forment une glue avec les espèces Cu2+ également formées au cours de la réaction et ceci permet de fixer les nanoparticules sur le support. Dans le cas de l'oxydation sélective de H2S, il a été montré que le système est résistant au soufre, y compris sur une longue durée de test. Les silices Stöber se sont avérées comme des supports catalytiques très intéressants car non poreux et formés de particules de petites tailles, ils sont aptes à exposer les phases actives de l'or aux réactifs, diminuant la pression de surface et facilitant le transfert thermique. Il a également été prouvé que ce matériau peut être mis en compétition avec les matériaux mésoporeux, ces derniers étant jugés indispensables pour obtenir de hautes activités en catalyse hétérogènes jusque là.

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Lantiat-Baillargue, David. "Morphologie et auto-organisation de nanoparticules d'argent dispersées dans les matrices diélectriques : influence sur les propriétés optiques." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Lantiat-Baillargue-David/2008-Lantiat-Baillargue-David-These.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est d’ajuster la position spectrale de la résonance plasmon de surface de nanoparticules de métaux nobles dispersées dans un matrice diélectrique, en contrôlant leur morphologie et leur organisation spatiale. Nous montrons que lorsque la croissance est réalisée sur des substrats plans, il est possible de jouer sur la nature de la matrice pour modifier le rapport d’aspect hauteur sur diamètre H/D des particules, et donc leur réponse optique. Des analyses structurales quantitatives menées par microscopie électronique en transmission à balayage (HAADF-STEM) font apparaître que H/D est une fonction décroissante du diamètre D, indépendamment de la quantité de métal déposé. Afin de comprendre ces effets de la matrice sur les propriétés structurales et optiques des particules, différentes études (influence du métal et de la quantité déposés, présence d’une couche tampon, influence des conditions d’élaboration, vitesse de recouvrement des particules,. . . ) sont menées et des simulations numériques des spectres de transmission sont réalisées en intégrant dans un modèle de Yamaguchi les paramètres structuraux issus de l’analyse HAADF. Une autre approche consiste à utiliser des surfaces d’alumine nanostructurées afin d’induire une organisation surfacique des particules et ainsi entraîner une anisotropie de leurs propriétés optiques. Nous montrons que selon la géométrie de dépôt utilisée (incidence normale, incidence rasante, orientation et angle d’incidence du flux atomique), il est possible par effet d’ombrage de sélectionner le type de facettes sur lesquelles la croissance a lieu, et par conséquent d’organiser les nanoparticules d’argent sur la surface sous forme de bandes ou de chaînes linéaires, dont les propriétés optiques présentent une dépendance à la polarisation de la lumière incidente
The aim of this work is to adjust the spectral position of the surface plasmon resonance of noble-metal nanoparticles embedded in a dielectric matrix by tailoring their morphology and their spatial organization. We show that when the growth is performed on plane substrates, it is possible to modify the aspect ratio of the particles H/D, and thus their optical response by changing the nature of the matrix. Quantitative structural analyzes carried out by using high angle annular dark field scanning transmission electronic microscopy (HAADF-STEM) imaging reveal that H/D is a decreasing function of the diameter D, independently of the deposited metal amount. In order to understand these effects of the matrix on the structural and optical properties of the particles, various studies (influence of the metal and deposited amount, presence of a buffer layer, influence of the elaboration conditions, covering rate of the particles,. . . ) are presented and numerical simulations of the optical spectra are proposed by integrating the structural parameters from the HAADF analysis in a model of Yamaguchi. A second step consists in using nanostructured sapphire surfaces in order to induce a surface organization of the particles, and thus to involve an anisotropy of their optical properties. We show that according to the geometry used during the deposition (normal incidence, grazing incidence, orientation and angle of incidence of atomic flux), it is possible to select the type of facets on which the growth takes place (shadowing effect), and consequently to elaborate self-organized systems of metal nanoislands constituted of stripes or linear chains of particles, whose optical properties display a light-polarization dependence

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Peres, Laurent. "Synthèse et propriétés catalytiques de nanoparticules de platine de formes contrôlées." Thesis, Toulouse, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAT0002.

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La synthèse par voie chimique en solution permet d’obtenir des nanoparticules de caractéristiques structurales bien contrôlées. Elle offre ainsi la possibilité d’exploiter les propriétés spécifiques qui sont associées aux caractéristiques de ces nano-objets (taille, forme, structure cristalline …), dans des domaines applicatifs très diverses. Parmi eux, la catalyse, a un rôle important à jouer au cœur de la transition écologique/énergétique. En effet, pour de nombreuses réactions, l’utilisation de nanoparticules permet de réduire les quantités de métaux employés. De plus, certains métaux révèlent de nouvelles propriétés à cette échelle. Phénomène de surface, la catalyse implique ainsi de plus en plus l’utilisation de nanocristaux de tailles et formes contrôlées. La littérature démontre qu’il est possible de moduler la sélectivité et l’activité des catalyseurs en fonction de l’orientation cristallographique présentée par les facettes des nanocristaux. Dans la première partie de cette thèse, des nanoparticules de platine ont été synthétisées en utilisant comme précurseur principal un simple sel de Pt(II). En fonction des paramètres de la réaction, des formes très variées ont été obtenues. Nous avons essayé de comprendre le mécanisme de formation des différentes morphologies de nanoparticules de platine auxquelles nous avons pu accéder : cubes concaves exposant des facettes (110), multipodes exposant un mélange de facettes (111) et (001), ainsi que des cubes exposant des facettes (001). La deuxième partie vise à étudier l’impact de la forme de nano-objets de platine dans une réaction catalytique modèle. Des cubes concaves et des multipodes ont été testés dans l’hydrogénation d’un aldéhyde α,β-insaturé, le cinnamaldéhyde, réaction modèle permettant de sonder la chimiosélectivité. Des nano-objets libres en solution ainsi que des nano-objets immobilisés sur deux types de supports différents, la silice et le graphène ont été utilisés. Enfin, l’extension d’une méthode de synthèse de nanocristaux épitaxiés sur films minces, nous a permis de produire, par croissance directe en solution, des nano-objets de platine, cristallographiquement orientés, de morphologies originales (cubes concaves, fils) sur différents types de couches minces, de nature et d’orientations cristallographique spécifiques
Solution chemistry allows obtaining nanoparticles with well-controlled structural characteristics. It offers therefore the possibility to exploit the specific properties associated to the nano-objects characteristics (size, shape, crystal phase …), in diverse applications. Among them, catalysis plays an important role for the ecologic/energetic transition. Indeed, for numerous reactions, the use of nanoparticles allows to reduce the amount of metals employed. Moreover, some metals present new properties at this scale. As a surface phenomenon, catalysis thus implies more and more the use of size and shape controlled nanocrystals. Indeed, literature has shown that it is possible to modulate catalyst activity and selectivity depending on the crystallographic orientation of the nanocrystal facets.In the first part of this thesis, platinum nanoparticles have been produced using a simple Pt(II) salt as a principal precursor. Depending on the parameters employed, various shapes have been obtained. We have tried to understand the formation mechanism of the different platinum nanoparticle morphologies obtained: concave cubes enclosed by (110) facets, multipods enclosed by a mix of (111) and (100) and cubes enclosed by (100) facets. The second chapter aims at studying the impact of the nano-object shape in a model catalytic reaction. Concaves cubes and multipods have been tested in the hydrogenation of an α,β-unsaturated aldehyde, the cinnamaldéhyde, as a model reaction to probe chemoselectivity. Free nanoparticles in solution and nanoparticles supported on silica and graphène have been used. Finally, the extension of a method for the epitaxial growth of nanocrystals on thin films, allowed the elaboration of, crystallographically oriented, shape controlled platinum nano-objects (concave cubes, wires) by a direct solution-growth, over different thin films of specific nature and crystalline orientation

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Lidgi, Nathalie. "Transport électronique dans un assemblée bidimensionnelle de nanoparticules métalliques dispersées dans une jonction tunnem." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011925.

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L'objectif de ce travail a été l'étude des propriétés de transport d'une assemblée bidimensionnelle de nanoparticules métalliques dispersées dans une jonction tunnel. Lorsqu'une faible différence de potentiel est appliquée entre les deux électrodes de la jonction, le courant tunnel est bloqué tant qu'une tension seuil n'a pas été atteinte. Cela est dû au phénomène de blocage de Coulomb. Il est ainsi possible de contrôler, grâce à la tension, le nombre de charges présentes sur l'assemblée de nanoparticules. L'étude de la variation de capacité qui en découle a été notre principal outil d'investigation. Un modèle a été écrit qui décrit le comportement capacitif de ces systèmes à base d'agrégats. Dans la partie expérimentale, l'influence des paramètres de la jonction sur la variation de capacité a été étudiée et a permis de vérifier le modèle. L'obtention d'une grande variation de capacité passe par l'élaboration de systèmes aux barrières très dissymétriques du point de vue de leur épaisseur comme de leur constante diélectrique. En outre, l'assemblée d'agrégats doit être dense et centrée sur les petites tailles. L'application des jonction tunnel à base d'agrégats comme composant électronique est également abordé.

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Hebié, Seydou. "Études électrochimiques des nanoparticules d'or : corrélation structure/activité." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2291/document.

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Abstract:

Les propriétés inattendues des nanoparticules d'or font que le contrôle de leur taille, de leur forme et/ou de leur morphologie devient essentiel pour une application ciblée. Des formes variées de nanoparticules en solution colloïdale ont été synthétisées. L'analyse de ces solutions par spectroscopie UV-Visible montre que les nanoparticules anisotropes ont deux bandes plasmoniques. Aussi, le potentiel zêta mesuré révèle que les solutions sont stables dans les conditions d'étude. La caractérisation par la microscopie électronique en transmission a permis d'observer que leur surface présente différentes orientations cristallographiques. Le dépôt sous potentiel du plomb par voltammétrie cyclique a révélé les sites cristallographiques à la surface de ces nanomatériaux. Ces matériaux présentent des proportions de surface orientée (111), (110) et (100) et de défauts cristallins en accord avec les résultats de microscopie. L'étude électrochimique dans l'électrolyte support montre que la formation des oxydes sur ces nanomatériaux dépend de leur structure. La cinétique de croissance des couches d’oxyde sur les nanobâtonnets d’or dépend fortement du potentiel, du temps de polarisation et de la température. Des différentes formes structurales des nanomatériaux d'or synthétisés et en présence de molécules modèles telles que le glucose et l'acide formique, les nanosphères présentent l'activité la plus forte pour l'oxydation du glucose ; tous les nanomatériaux sont moins actifs pour l'oxydation de l'acide formique. Les analyses par FTIR in situ mettent en évidence la gluconolactone comme intermédiaire de cette réaction et la forte influence de la structure de surface
Due to the unusual properties of gold nanoparticles, the control of their size, their shape and/or their morphology for a well-targeted application becomes essential. Various shape controlled particles in colloidal solutions were synthesized. The analysis of such solution by UV-visible spectroscopy shows that the anisotropic particles exhibit two surface plasmon resonance bands. In addition, the zeta potential measurements reveal that such solutions are stable in the experimental conditions. It is clearly observed by the transmission electron microscopy characterization of these nanomaterials that their surface has different crystallographic orientations. The under potential deposition (upd) of lead by cyclic voltammetry revealed the surface crystallographic sites which present different ratio of orientated surface (111), (110), (100) and defaults confirming the microscopy results. The cyclic voltammetry in supporting electrolyte shows that the oxides formation on these nanomaterials depends strongly on their structure. On gold nanorods, an extensive study of the kinetic of the oxide layers growth shows that this process is affected by the polarization potential and time as well as temperature. The nanospheres exhibited high activity toward the glucose oxidation, while all the synthesized nanomaterials presented low activity toward the formic acid oxidation. Gluconolactone appears as the main intermediate species during the oxidation of glucose which is a surface structure dependent process

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Lacroix, Lise-Marie. "Nanoparticules de fer de taille contrôlée pour l’hyperthermie : synthèse par voie organométallique, caractérisations magnétiques et mesures de puissance dissipée." Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000240/.

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Les nanoparticules magnétiques présentent un fort potentiel pour le traitement de tumeurs par hyperthermie ; leur efficacité dépend de la taille, de l’état de surface et de la nature du matériau. Nous avons réalisé une étude fondamentale de la synthèse par voie organométallique de nanoparticules de fer métallique, de leurs propriétés magnétiques intrinsèques et de leur réponse en hyperthermie. Des particules de taille contrôlée (entre 1. 5 à et 90 nm ont été obtenues par décomposition du dimère (Fe{N[Si(CH3)3]2}2)2. Leur croissance a été suivie par TEM, Mössbauer et SQuID et a révélé les rôles clés de mésophases lamellaires et de l’acide. Une méthode innovante de synthèse par mûrissement de germes est développée. La surface des nanoparticules n’est pas oxydée (Ms = 220 Am2. Kg-1), mais une exaltation de la constante d’anisotropie (Keff) a été mesurée pour de petites particules (10 pour 1. 5 nm et 3 pour 5. 5 nm). Holographie électronique et calculs micromagnétiques ont permis d’étudier quantitativement une configuration vortex dans un cube de 30 nm. Un banc de mesure d’hyperthermie ajustable en fréquence a été mis en place et a permis de caractériser des particules superparamagnétiques de fer (de 5. 5 et 7. 5 nm). Des particules de FeCo de 14. 2nm ont également été testées
Magnetic nanoparticles are of great interest for hyperthermia treatment of tumours. Their efficiency depends on their size, their surface state and the material used. We realised a fundamental study of the iron nanoparticles synthesis, of their specific magnetic properties and of their hyperthermia response. A detailed analysis of theoretical models could enlighten the optimised properties (superparamagnetism/ferromagnetism transition, high saturation magnetisation MS ). Monodisperse iron nanoparticles are synthesized by the decomposition of the organometallic precursor (Fe{N[Si(CH3)3]2}2)2. The growth mechanism was studied by kinetic studies using electronic microscopy, Mössbauer spectrometry and SQuID measurements. The key role of lamellar structures and acid concentration was described. A new approach, never reported so far, based on the ripening of small iron germs was used for the first time. Particle with tuneable sizes ranging from 1. 5 to 11. 2 nm were obtained with Ms = 220 Am2. Kg-1. An increase of the anisotropic constant was reported for small particles regarding bulk iron (10 for 1. 5 nm and 3 for 5. 5 nm). Magnetic configurations have been directly imaged in 30 nm nanocubes thanks to the electronic holography technique. Micromagnetic simulations coupled with holography permit to quantitatively analyse a vortex structure in an isolated cube. A frequency adjustable electromagnet was designed. The first hyperthermia measurements are reported for superparamagnetic iron (of 5. 5 and 7. 5 nm). A ferromagnetic behaviour corresponding to Stoner-Wohlfarth model was for the first time observed for 14. 2 nm FeCo nanoparticles

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Khodja, Walid. "Organisation de nano-matériaux inorganiques au sein de matrices supramoléculaires poreuses recyclables." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30016.

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Abstract:

L'inclusion de nanoparticules métalliques dans des réseaux supramoléculaires poreux a connu un essor très important au cours des dernières années. En effet ces matériaux hybrides combinent les propriétés liées aux réseaux supramoléculaires poreux, telles qu'une importante surface spécifique et une grande modulation chimique des pores, et celles qui sont intrinsèques aux nanoparticules métalliques, comme les propriétés catalytiques ou optiques. De ce fait, ces matériaux composites sont explorés dans les domaines de la catalyse ou de la détection. Les réseaux supramoléculaires poreux regroupent trois grandes familles de structures bien distinctes, selon les interactions qu'elles mettent en œuvre pour maintenir leur intégrité structurale. Nous distinguons en premier les réseaux construits par des liaisons de coordination, appelés MOF (" Metal Organic Framework "). Ces réseaux poreux ont été largement étudiés pour l'incorporation de nanoparticules métalliques avec diverses fonctionnalités à la clé. Les réseaux supramoléculaires obtenus par associations covalentes, nommés COF (" Covalent Organic Framework "), ont été relativement peu exploités pour la croissance in situ de nanoparticules métalliques. Enfin, les architectures supramoléculaires poreuses dont la cohésion structurale est assurée par des interactions faibles telles que la liaison Hydrogène, et qui sont connus sous le sigle HOF (" Hydrogen-bonded Open Framework "), n'ont, à notre connaissance, jamais été mis en œuvre comme support de croissance de nanoparticules métalliques. L'objectif de cette thèse a été donc d'explorer la possibilité d'utiliser les architectures supramoléculaires poreuses fondées sur la liaison Hydrogène, comme matrices pour la croissance contrôlée de nanoparticules de métaux nobles. La première partie de la thèse fut consacrée à l'élaboration de cristaux de dimensions sub-micrométriques d'une architecture poreuse supramoléculaire, développée dans l'équipe et connue sous le pseudonyme SPA-2 (" Supramoléculaire Porous Architecture "), grâce à des conditions opératoires solvo-thermales. Deux raisons ont motivé notre choix pour cette matrice : sa porosité (estimée à 53 %), ainsi que ses canaux décorés par des fonctions pyridyls. La deuxième partie de ces travaux de recherche a conduit à l'obtention du matériau hybride Au@SPA-2. La synthèse de ce matériau procède par une fonctionnalisation des nanocristaux de SPA-2 par des thiocyanates, suivie d'une imprégnation, puis d'une photo-réduction du précurseur moléculaire d'or photosensible (Me2SAuCl). La post-fonctionnalisation du SPA-2 permet une imprégnation efficace en or (5 à 10 % de la masse totale). L'exposition au rayonnement ultraviolet du matériau [Au-SCN]@SPA-2 permet de réduire le complexe d'or, puis de générer des nanoparticules. Pour notre système hybride, il est possible de contrôler la taille des nanoparticules d'or (de 1 à 25 nm) par la durée d'irradiation. Il s'agit de la première synthèse de nanoparticules métalliques au sein d'une matrice supramoléculaire poreuse fondée sur l'interaction Hydrogène, jamais rapportée à ce jour dans la littérature. La troisième partie des travaux a été centrée sur la synthèse du matériau hybride Ag@SPA-2, avec la même stratégie qui a été mise en œuvre pour l'or, à savoir le piégeage d'un précurseur d'argent photosensible (AgNO3) par un anion, ici un chlorure, localisé dans les canaux du SPA-2. Des nanoparticules d'argent sont obtenues dans les canaux de SPA-2 par photo-réduction, sous UV, du matériau AgCl@SPA-2. Les caractérisations de ce matériau hybride mettent en évidence des nanoparticules d'argent distribuées uniformément au sein des nanocristaux octaédriques de SPA-2. La matrice SPA-2 est recyclable. Par simple dissolution dans une eau légèrement acide, il est possible d'isoler les nanoparticules de métaux nobles des briques constitutives du réseau poreux SPA-2. À partir de la solution aqueuse, la matrice SPA-2 initiale est régénérée par cristallisation
The interest for imbedding metallic nanoparticles in porous supramolecular networks has grown considerably in recent years. Indeed, these hybrid materials combine the properties related to porous supramolecular networks, such as a controlled porosity, large specific surface area, versatile chemical modulation; and those that are intrinsic to metal nanoparticles, such as catalytic or optical properties. As a result, these composite materials are explored in the fields of catalysis or detection. Porous supramolecular networks consist in three large families of distinct compounds, according to the interactions that they implement to maintain their structural integrity. We first distinguish the networks built by coordination bonds, called MOF (" Metal Organic Framework "). These porous networks have been widely studied for the incorporation of metal nanoparticles with various functionalities. The supramolecular networks obtained by covalent associations, named COF (" Covalent Organic Framework "), have been relatively little explored for the in situ growth of metallic nanoparticles. Finally, porous supramolecular architectures whose structural cohesion is ensured by weak interactions such as Hydrogen bonds, known by the acronym HOF (" Hydrogen-bonded Open Framework "), have, to the best of our knowledge, never been reported as a growth support for metallic nanoparticles. The aim of this thesis was to explore the possibility of using the porous supramolecular architectures based on hydrogen bonds as matrices for the controlled growth of noble metal nanoparticles. The first part of the thesis was devoted to the development of sub-micrometric crystals of a supramolecular porous architecture developed in the team and known under the pseudonym SPA-2 (" Supramoléculaire Porous Architecture "). Two reasons motivated our choice for this matrix: its porosity (estimated at 53%), as well as its channels decorated by pyridyl functions. The second part of this research led to the conception of the Au@SPA-2 hybrid material. The synthesis of this material proceeds by functionalizing the nanocrystals of SPA-2 with thiocyanates, followed by impregnation, then by a photo-reduction of the photosensitive gold molecular precursor (Me2SAuCl). The post-functionalization of the SPA-2 allows an effective impregnation in gold (5 to 10% of the total mass). The ultraviolet radiation exposure of the [Au-SCN]@SPA-2 material makes it possible to reduce the gold complex and then to generate nanoparticles. For our hybrid system, it is possible to control the size of gold nanoparticles (from 1 to 25 nm) by the duration of irradiation. This is the first synthesis of metallic nanoparticles in a porous supramolecular matrix based on the Hydrogen interactions ever reported. The third part of our research work focused on the synthesis of the Ag@SPA-2 hybrid material, with the same strategy that has been implemented for gold, namely the trapping of a photosensitive silver precursor (AgNO3), by an anion, here a chloride, located in the channels of SPA-2 network. Silver nanoparticles were obtained by photo-reduction, under UV light, of the material AgCl@SPA-2. The characterizations of this hybrid material revealed silver nanoparticles distributed uniformly within SPA-2 crystals. The matrix SPA-2 is recyclable. By simply dissolving the hybrid materials (Au@SPA-2 or Ag@SPA-2) in a slightly acidic aqueous solution, it was possible to isolate the metal nanoparticles from the molecular components of the SPA-2 porous network. From this solution, the initial SPA-2 matrix was regenerated by crystallization

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Dissertations / Theses on the topic 'Nanoparticules – Croissance'

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